PT85968B

PT85968B - Aperfeicoamentos em enchimentos de fibra

Info

Publication number: PT85968B
Application number: PT85968A
Authority: PT
Inventors: Marcus Ilan
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1986-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1990-07-31
Also published as: JPH0345132B2; CN87107757A; JPS63190057A; JPH0345133B2; FI874636A; BR8705615A; AU7993987A; CN1017735B; NO874368D0; IN171708B; NO163222B; JPH0346579B2; FI874636A0; JPH02118147A; EP0268099A1; ATE67533T1; FI87584B; JPH0345134B2; US4794038A; PT85967A

Description

Ε. I. DU ΡΟΝΤ DE NEMOURS AND COMPANY

APERFEIÇOAMENTOS EM ENCHIMENTOS DE FIBRA

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a aperfeiçoamentos em material para enchimentos de fibras de poliéster, vulgarmente referidos como enchumaço de poliéster e, mais particularmente, para proporcionar enchimentos de fibras de poliéster sob uma forma que é espe cialmente adaptada para misturar com fibras de ligantes, a essas misturas tal como podem ser ligadas termicamente para proporcionar produtos ligados úteis, tendo propriedades vantajosas, tais como esteiras ligadas, e às esteiras ligadas resultantes e outros produ tos que incorporam os mesmos.

ENQUADRAMENTO GERAL DA INVENÇÃO enchimento de fibras de poliéster é comercialmente utilizado em muitos artigos de vestuário e outros artigos, tais como sacos de dormir, almofadas, artigos acolchoados e travesseiros. Uma forma particularmente útil e desejável de enchimentos de fibra de poliéster tem um revestimento de polissiloxano endurecido, muitas vezes designado como alisador de silicone, por exemplo, co mo se descreve na patente de invenção norte-americana N^£ 3.271· 189, de Hofmann e na patente de invenção norte-americana N^£ 3.45^.422, de Mead e col., porque certas propriedades desejáveis, tais como toque, estabilidade a granel e capacidade de se tornar fofo, são melhoradas desta forma. Não obstante a larga utilizarão comercial ”/

desse enchumaço de fibras de poliéster alisadas com silicone, reconheceu-se desde há muito tempo que este revestimento tem un incon veniente importante, conjuntamente com as qualidades desejáveis. Como é referido na patente de invenção norte-americana N^s 4.281.042, Concedida a Pamm e na patente de invenção norte-americana Ns 4.304.817, concedida a Frankosky, um revestimento de silicone torna quase impossível ligar o enchimento de fibras de poliéster em pontos de reticula_yão, especialmente quando as misturas de apenas enchimento de poliéster alisado e fibra ligante são tratadas termicamente, de modo a activar a fibra ligante. Quaisquer ligações possíveis são muito fracas e parecem ser o resultado da ligação entre resíduos de quaisquer fibras ligantes que são fibras de bicomponentes, cujos núcleos permanecem depois da ligação. Assim, não é prático usar esse enchimento alisado com silicone para formar uma esteira ligada através de toda a sua massa ou um artigo moldado que seja adequadamente ligado e durável, como é desejável em algumas utilizações finais.

objectivo principal da presente invenção é proporcionar uma esteira adequadamente ligada através da sua massa, tendo vantagens do tipo que previamente se podem obter apenas com materiais alisados não ligados, por exemplo no que diz respeito ao toque, em combinação com o comportamento aperfeiçoado (especialmente durabilidade), que só foi possível atingir-se previamente com esteiras ligadas de enchimento de fibra seca. Outro objectivo é aperfeiçoar a resiliência e a estabização da estrutura de produtos de enchimento de fibras, alisados. Outros objectivos tornar-se-ão evidentes mais adiante na presente memória descritiva.

Faz-se referencia à patente de invenção norte-americana N^s 3.702.260, concedida a Jayne e col. A patente de Javne refere3

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-se a produtos de enchimento de fibras de poliéster modificadas superficialmente que têm uma recuperação à compressão melhorada e outras propriedades excelentes (veja-se o parágrafo da coluna 2 - coluna 3) e a um método para proporcionar esses produtos de enchimento de fibra. 0 revestimento é co-cristalizado na superfície da fibra de felpa de poliéster encrespado e consiste num copoliáster que compreende cerca de 20 - 95 % em peso de unidades de poli-( oxi-alquileno) e cerca de 80 - 5 % em peso de unidades de éster idênticas ãs presentes no substrato de fibras soltas de poliéster. Esteiras dessas fibras revestidas pedem ser ligadas ou não ligadas e são, preferivelmente, não ligadas (veja-se a coluna 2, linhas 57 - 59;. Podem aplicar-se resinas de ligação ãs esteiras para evitar qualquer perda de fibra ulterior e/ou para evitar a deslocação da esteira em aplicações de utilização final, por exemplo pulverizando-a em ambos os lados da superfície sob a forma de emulsões de água, seguida por secagem e endurecimento (coluna 5, linhas 15 - 21). Jayne não menciona as fibras ligantes e o enchimento de fibras de Jayne não foi utilizado comercial mente, tanto quanto a Requerente tenha conhecimento.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A Requerente descobriu que, substituindo os alisadores de silicone comercialmente existentes por um revestimento hidrofílico contendo cadeias ou segmentos de poli-(óxido de alquileno) sobre a superfície do enchimento de fibras de poliéster, é possível atingir o objectivo pretendido e outras vantagens. Assim, esse enchimento de fibras de poliéster revestidas pode ser ligado mais efi cazmente do que o enchimento alisado com silicone, por exemplo ob tido a partir de misturas com uma fibra ligante, e tem outras vantagens, como inflamabilidade diminuída e transporte da humidade melhorado, como se menciona mais adiante na presente memória descritiva. Acredita-se ser importante garantir que o revestimento hidrofílico seja apropriadamente curado sobre as' fibras de poliéster, por outras palavras, que as cadeias de polí-( óxido de alquileno) seja essencialmente permanentemente fixadas à superfície das fibras de poliéster, isto é, de maneira que não sejam removidas por lavagem ou por outros tratamentos que se realizem durante o processamento normal ou durante a utilização.

Por consequência, proporciona-se uma mistura de enchimento de fibras de poliéster aperfeiçoada que consistem essencialmente em, em peso:

a) desde cerca de 60 até cerca de 95 % de fibra solta de poliéster encrespado ; e

b) complementarmente, até perfazer o total de 100 %, desde cer ca de 5 até cerca de 40 % de fibra solta de ligante encrespada, compreendendo um polímero que tem uma temperatura de ligação inferior à temperatura de amolecimento da referida fibra solta de poliéster, caracterizada pelo facto de a mencionada fibra de poliéster ter um revestimento de um alisador curado sobre as fibras que consiste essencialmente em cadeias de poli-Çóxido de alquileno).

Copolímeros comerciais de poli-(óxido de alquileno), que implicam dois mecanismos diferentes de cura são descritos mais adiante, de maneira mais particular. Um 4 um copolímero em bloco de poli-( óxido de etileno) e poli-(tereftalato de etileno) que quando é aplicado na superfície de uma fibra de poliéster que contém unidades repetidas de poli-(tereftalato de etileno) ^e curado a cerca de 170°C, é fixado à fibra . O mecanismo por meio do qual é curado não é completamente compreendido, mas sugere-se que seja a co-cristalização dos segmentos de poliéster sobre a fi bra de poliéster. Outro mecanismo de cura é realizado reticulando cadeias de poli-(óxido de alquileno) modificado com grupos reaç_ tivos capazes de reticulação, com ou sem adição de catalizadores ou agentes reticulantes. Ambas estas vias podem ser realizadas na prática usando polímeros comercialmente disponíveis com gran des segnentos de poli-(óxido de etileno) e/ou de poli-(óxido de propileno) sendo preferido o poli-(óxido de etileno)»

De acordo com um aspecto da presente invenção, portanto, proporciona-se uma mistura de enchimento de fibras de poliéster consistindo essencialmente em, em peso,

a) cerca de 60 até cerca de 95%, preferivelmente cerca de 80 até cerca de 90%, de fibra de poliéster encrespado; e

b) complementarmente, até se perfazer um total de 100%, cerca de 5 até cerca de 40%, preferivelmente entre cerca de 10 e cerca de 20%, de fibras soltas ligantes encrespadas, compreendendo um polímero que tem um ponto de fusão inferior ao ponto de fusão da fibra de poliéster, caracterizada pelo facto de a fibra de poliéster ser revestida com um copolímero segmentado de poli-(tereftalato de etileno) e de poli-(óxido de etileno), em uma quantidade compreendida entre cerca de 0,1 e cerca de 1% em peso de fibra de poliéster.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, propor ciona-se uma mistura de enchimento de fibras de poliéster que con siste essencialmente,em

a) desde cerca de 60 até cerca de 95% em peso de fibra solta de poliéster encrespada, e

b) complementarmente, até perfazer o total de 100 /, desde cer ca de 5 até cerca de 40 / em peso de fibras licantes encres padas, compreendendo um polímero que tem um ponte de fusão inferior ao ponto de fusão da fibra solta de poliéster, caracterizada pelo facto de a fibra solta de poliéster ser revestida com um poli-( óxido de alquileno.) modificado, enxertado com grupos íxidonds para permitir a reticulação, em quantidades compreendidas desde cer ca de 0,1 até cerca de 1 / em peso da fibra solta de poliéster.

A utilização dessas misturas torna possível proporcionar produtos de enchimento de fibras interligadas, com vantagens em re lação a produtos que até aqui têm estado comercialmente disponíveis, tal como se indica mais pormenorizadamente na presente memória descritiva, mas podem resumir-se da seguinte forma:

melhor comportamento, especialmente durabilidade, em comparação com o enchimento de fibras seco” (isto é_r não alisado),que tem sido comercialmente disponível;

toque macio em combinação com a estabilização da estrutura e a resiliência que resulta da boa ligação;

bom transporte da humidade.

Falta de inflamabilidade, em comparação com a resultante do enchimento de fibras seco, e tal que a Requerente não tinha conseguido obter com os enchimentos de fibra alisados com silicone comerciais anteriores.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO

Um elemento importante da presente invenção consiste na utilização de um material de revestimento apropriado para proporcionar o revestimento hidrofílico pretendido de cadeias de poliί .’Ί

-(óxido de alquileno) no enchimento de fibras de poliéster. Como já se indicou, alguns destes materiais são comercialmente disponíveis.

Os materiais de revestimento que são apropriados para utilização de acordo com a presente invenção incluem copoliésteres segmentados que consistem essencialmente em segmentos de po- li-(tereftalato de etileno) e em segmentos de poli-(óxido de alqui leno), derivados de um poli-(óxi-alquileno), que tem um peso mole cular de 3θθ ^a 6.000. Diversos destes copolíésteres e suas disper soes são referidos nas patentes de invenção norte-americanas Números 3.416.952, 3·557·Ο39 ® 3*619.269, concedidas a Mdntyre e col. e nas Memórias descritivas de várias outras patentes que se referem a copolímeros segmentados semelhantes contendo segmentos de poli-(tereftalato de etileno) e segmentos de poli-Cóxido de al quileno). Preferivelmente, o poli-(óxido de alquileno) é um poli-(óxido de etileno), que é também conveniente do ponto de vista comercial.

Um desses produtos é comercialmente disponível da firma ICI América Inc., como agente de acabamento têxtil e é vendido sob a designação comercial ATLAS G-7264. Este produto é vendido na Europa per ICI Specialty Chemicals, Bruxelas. Outro produto é vendido por Ε. I. du Pont de Nemours and Company, sob a designa ção de ZELGON 4780. Outros materiais são também referidos na patente de invenção norte-americana N^ 3·9-31*807 concedida a Raynolds. Outros materiais apropriados incluem poli-(óxido de etileno)/poli-( óxido de propileno) modificado enxertado com grupos funcionais, para permitir a reticulação, por exemplo, por tra tamento com 5 / em peso de ácido cítrico. Esse produto é comercializado pela firma Union Carbide, sob a designação comercial , 2

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UCON 32O7A. Outros materiais que podem incluir composições particularmente úteis são referidos na patente de invenção europeia EP 159882, concedida a Teijin e na patente de invenção europeia EP 66994, concedida a ICI Américas. Nos pedidos de patente de invenção copendentes DP-372O-B e DP-4185, depositadas simultânea mente com o presente pedido de invenção, apresentam-se mais indi cações.

material de revestimento pode ser aplicado h fibra de poliéster ou sobre a fibra solta encrespada ou, preferivelmente, sobre a estopa, especialmente depois de se estirar, na câmara de enrugamento. E curado sobre a fibra por um processo que se diz envolver a co-cristalização ou a reticulação, dependendo da natureza do material. 0 enchimento de fibras pode então ser misturado com o ligante e empacotado ou pode ser empacotado separadamente e ser misturado com afibra ligante antes de se realizar o processamento do produto num equipamento de fabricação de esteiras normalizado. Em qualquer caso, a esteira é geralmente processada, por exemplo, numa estufa, para ligar a fibra ligante ao enchimento de’ fibras e conseguir as propriedades especiais das esteiras descritas na presente memória descritiva. 0 revestimento pode também ser aplicado sobre a fibra &o enchimento de fibras soltas no fim da linha de processamento, depois de cortar e antes de embalar, sem curar, e em seguida misturado com a fibra ligante, A mistura é então processada no equipamento de cardagem corrente e o endurecimento pode realizar-se na estufa, ao mesmo tempo que a ligação pela fibra ligante. Estes materiais de revestimento, no entanto, proporcionam geralmente melhores resultados quando são aplicados antes ou durante a operação de encrespamento, visto que a diminuta fricção de fibra contra fibra favorece a formação de encrespamento mais regular , que pode também contribuir para uma durabilidade melhorada e o aumento do aspecto macio, e a ligação parece ser melhor como resultado da cura mais precoce. A mistura de fibras ligantes é processada em equipamento de cardagem co mercial, sobreposta cruzadamente tratada terrnicamente numa estu fa para ligar o enchimento de fibras e a fibra ligante.

Os ligantes são preferivelmente activados pelo calor, is to é, eles fundem ou amolecem a temperaturas de cerca de 50°C ou mais abaixo dos pontos de fusão do enchimento de fibra de poliéster, de modo que a ligação não afecta a integridade do próprio enchi mento de fibras. As fibras ligantes de bicomponentes de revestimento/núcleo 5θ/5θ comercialmente disponíveis com um núcleo de homopolímero de poli-(tereftalato de etileno) e um revestimento de um copolímero de poli-(tereftalato/isoftalato de etileno) (60/40), modificado para diminuir o seu ponto de fusão, foram utilizadas com fibras de enchimento de poli-(tereftalato de etileno) na fabricação das esteiras de acordo com a presente invenção. Muito embora se prefiram as fibras constituídas por núcleo/reve^ timento, também se podem usar ligantes com um único componente com uma melhoria relativamente aos controlos feitos a partir do mesmo ligante e enchimento de fibras sem revestimento. 0 denier da fibra ligante será geralmente compreendido entre cerca de 3 θ cerca de 30 dtex, preferivelmente menos do que cerca de 20 dtex. Mais informações sobre as fibras do ligante são referidas no pedido de patente DP-372O-B copendente, depositado simultaneamente com a presente, e nas patentes de invenção norte-americanas N2s. 4.281.042 e 4.304.817.

Á fibra de enchimento pode ser de cerca de 1 até cerca de dtex, pode ser maçiça ou oca, com vazios únicos ou múltiplos, e ter uma secção recta arredondada ou de qualquer outra forma.

Os valores menores dos deniers são usados principalmente em aplicações em que o isolamento térmico é um factor importante, como por exemplo peças de vestuário, sacos de dormir e artigos especiais para cama para aplicações institucionais. Para estas aplicações, as misturas de acordo com a presente invenção demons traram várias vantagens em relação às esteiras alisadas de poliéster ou hs misturas de fibras ligantes comercialmente disponíveis. As esteiras ligadas mostraram uma combinação de macleza e de boa ligação com um bom isolamento térmico. 0 carácter fofo e macio mantiveram-se depois de muitas operações de lavagem, por causa da resistência do revestimento à lavagem, e constatou-se também a excelente resistência ao corte das esteiras, como resultado da boa ligação com o núcleo de fibra ligante. 0 comportamen to dessas esteiras ligadas foi muito surpreendente, tendo em vista a dificuldade prévia em ligar o enchimento de fibras alisadas com agentes alisantes de silicone da técnica anterior. As esteiras combinam esta macieza desejável com uma pequena inflamabiiida de, tal como é característlco de esteiras de fibras não alisadas, e que também contrasta com a inflamabilidade de fibras alisadas com silicone.

DESCRIyÃO DOS MÉTODOS DE ENSAIO

As determinações do volume específico foram feitas convenlentemente numa máquina Instron para medir as forças de compres são e a altura de cada amostra de travesseiro ou almofada, que foi comprimida com um pé com o diâmetro apropriado (10 ou 20 cm), ligado à máquina Instron.

pé Β (com ο diâmetro de 20 centímetros) é usado para os produtos de menor densidade (por exemplo, travesseiros) com um máximo de pressão de 100 N, e para o volume específico a granel de suporte (SB) e 30 N (representando o altura em centímetros de uma almofada que se encontra por debaixo do peso de uma cabeça média). Neste caso, a macieza corresponde h diferença de altura ( em centímetros) entre a altura inicial no início do segundo ciclo de compressão (IH₂) e o volume específico a granel de suporte, isto é, a macieza (absoluta)=IH^ -SB (altura a 30 N). A macieza é por vezes expressa como a macieza relativa, isto é, como a percentagem de IHg.

pé A (com 10 centímetros de diâmetro) é utilizado para os produtos de maior densidade (por exemplo, almofadas de mobiliário, colchões) com a pressão máxima (a mesma que o volume específico a granel de suporte, neste caso) a 60 N (correspondendo à pressão exercida por uma pessoa sentada). A macieza, neste caso, corresponde à diferença de alturas entre a altura inicial no início do segundo ciclo de compressão (IH₂) e a altura sob 7,5N; isto é, neste caso, a macieza (absoluta) = IH₂ - volume específico a granel a 7,5 N. Igualmente, a macieza é algumas vezes expressa como a macieza relativa, em relação a IH₂. A firmeza de uma almofada está correlacionada com um volume específico a granel de suporte grande e é inversamente relacionada com a macieza.

A resiliência é medida como a recuperação do trabalho (WR), isto é, a proporção da área sob a curva de recuperação com pleta, calculada como percentagem daquela que fica por baixo da curva de compressão completa, quanto mais alto for 0 valor de WR, melhor é a resiliência.

DURABILIDADE

Colocaram-se por cima umas das outras diversas camadas de cada esteira (50 x 50 cm), de maneira a proporcionar um peso igual a cerca de 850 gramas. Ajustou-se o número de camadas pa ra proporcionar almofadas com diferenças de altura mínimas. Estas foram recobertas com um tecido e submetidas a ensaio com o pé A . A massa volúmica inicial das almofadas era igual a cerca de 12 e 15 g/1, dependendo da densidade a granel do artigo individual. Estes travesseiros de menor densidade são compri midos repetidas vezes, até uma pressão máxima de 1 225 N, a uma taxa de 1.200 ciclos/hora, durante 10.000 ciclos. Os travesseiros foram novamente medidos e calcularam-se de novo as perdas de volume específico a granel.

Preparou-se uma outra série de almofadas colocando umas por cima das outras um certo número de camadas, para oriainar al mofadas com 850 + 15 gramas. As almofadas foram comprimidas ussn do botões para a obtenção de almofadas para costas de mobiliário com um peso volúmico de 25 - 28 g/litro (dependendo do facto de a medição ser feita na coroa ou na vizinhança dos botões). Estas almofadas para as costas foram submetidas a um ensaio de ”stomping*, usando a forma do assento para as nádegas de um corpo humano, com uma área de 37 ^x 4-3 centímetros e uma pressão de 8,8 kpa. Repetiu-se o stoIκpiI|g^,' a uma taxa de cerca de 1.C00 ciclos/hora, durante 10.000,ciclos. As almofadas foram novam^Qnte medidas depois do ensaio ® calculou-se a perda de volume específico a granel.

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Inflamabilidade

Usaram-se dois ensaios:

ensaio com a pílula de metana^ina que se baseia no má todo Federal Norte-Americano, Norma de Ensaio de Inflamabilidade de de Carpetes DOC FF 1—70; θ o ensaio de chama aberta a 45° DIN 5^335»

Mediu-se e registou-se a área destruída em ambos os casos e registou-se a velocidade de propagação das chamas também no ensaio _em chama aberta.

Resistência Mecânica ensaio de garra DIN 538Í7 permite avaliar a resistên cia mecânica da ligação. (Os resultados, neste caso, estão nor malizados a uma base comum de 200

Ensaios de Lavagem em Lavandaria

Acolchoa-se uma camada (40 x 40 centímetros) de cada esteira ( em tecido para peça de imobiliário) e cose-se na parte central. Mede-se a compressão de duas camadas ccm a máquina Instron (pé B com 20 centímetros de diâmetro; pressão máxima 240 N). Todas as amostras são lavadas conjuntamente numa máquina de lavar, a 40 °C, durante três ciclos completos. Mediram-se de novo as amostras depois de submetidas a lavagem e calculou-se a diferença de espessura.

A invenção é em seguida ilustrada por meio de vários exemplos. Todas as percentagens e partes são expressas em peso a menos que se indique de outro modo. Todas as alturas são medi

das em centímetros e são por vezes designadas como volume específico a granel.

Exemplo 1

Revestiu-sé um enchimento de fibras de poli^ster não alisadas ocas comerciais (6,1 dtex) com C,35 em peso (de sólidos) de um alisador hidrofílico, pulverizando uma solução aquosa contendo 2,8 % de sólidos de ATLAS G-72.64, obtida diluindo a emulsão comercial (14 ^) com 5 vezes o seu peso de água e depois secou-se ao ar h temperatura ambiente. Misturou-se o material de fibras soltas assim revestido (85/15) com a fibra ligante acima mencionada de revestimento/núcleo com 4,4 dtex. Processou-se esta mistura de maneira a obter-se uma esteira com 1 metro de largo com uma massa unitária igual a cerca de 180 g/metro quadrado , sobre pondo quatro camadas paralelas sem sobreposição cruzada. Esta esteira foi ligada pelo calor numa estufa comercial com 3*5 metros de largura , a uma temperatura de 16o°C. Este tratamento teve o efeito duplo de curar o revestimento de carga de fibra de poliéster e de activar o revestimento do ligante da fibra ligante, de modo a fazer a ligação da esteira.

Mediram-se e registaram-se várias propriedades da esteira ligada realizando ensaios que mostram claramente a superioridade deste artigo da invenção (2; em relação ao artigo de contrôlo (1), que foi preparado exactamente da mesma maneira a partir do mesmo enchimento de fibras comerciais de base e de fibra ligante, com a excepção de não se ter aplicado revestimento contendo poli-(óxido de etileno) hidrofílico. A.-.bos os produtos foram proces sados sob condições idênticas e foram ligados por tratamento tér mico em paralelo na mesma estufa e durante o mesmo intervalo de tempo. Concluiu-se que:

- A esteira ensaiada (2) era muito mais macia e mais drapejá vel, mas muito diferente dos produtos alisados com silicone.

- 0 Quadro 1 mostra a macieza melhorada e a melhor durabilida de em relação ao controlo.

- A ligação b fibra ligante era de longe melhor do que a ali- sada com 0,3 % de silicone, sendo 70 % de resistência de con trôlo na direcção da máquina e 50 % na direcção transversal, o que não é muito significativo, visto que não houve sobrepo sição cruzada neste exemplo.

- A inflamabilidade do artigo ensaiado (2) era muito próxima da inflamabilidade de controlo (1) com a duração da chama de 1,0 segundo ( = contrôlo) e 8,4 centímetros de comprimento destruído em comparação com 6,C centímetros para o contrôlo, enquanto a esteira alisada com silicone estava completamente destruída com uma duração de chama de 40 segundos.

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Muito embora este enchimento de fibras revestidas não te nha sido previamente curado, isto é, não tenha sido tratado termicamente antes do tratamento de ligação, a resistência mecânica à ruptura da esteira foi surpreendentemente alta, sendo cerca de 70 % da do contrôlo, demonstrando dessa forma que se tinha verificado uma boa ligação do revestimento ao enchimento de fibras.

Exemplo seguinte mostra os aperfeiçoamentos obtidos cu rando o revestimento e usando teias sobrepostas cruzadamente.

Exemplo 2

1. Este Exemplo refere-se a um contrôlo descrito abaixo.

2. Reveste-se 0 mesmo substrato de fibras soltas de enchi mento de poliéster comercial encrespado seco, oco, com 6,1 dtex, com 0,35 '% de sólidos seguindo essencialmente a maneira de proce der que se descreveu no Exemplo 1 e, em seguida, cura-se 0 reves timento sobre a fibra, aquecendo esta última a 170°C durante cin co minutos. 0 enchimento de fibra revestido e curado é, em seguida, misturado com a mesma fibra com ligante de revestimento/nú cleo que no Exemplo 1 e nas mesmas proporções (85/15)· Esta mistura é processada numa carda e máquina de enrolar em cruzado, de maneira a produzir uma esteira com uma massa unitária igual a cerca de 190 g/m2 e é ligada numa estufa a 160°C, através da qual passa com uma velocidade de 1 metro/minuto. Os Quadros que se seguem comparam as propriedades desta esteira ligada designada como artigo 2 , com uma esteira de contrôlo (artigo 1)<, preparada a partir do mesmo enchimento de poliéster de substrato, sem 0 revestimento hidrofílico de acordo com a presente invenção, e com outras esteiras feitas da seguinte maneira:

3. Reveste-se o mesmo substrato de enchimento de poliéster de base com 0,3? % de sólidos, pulverizando-o com uma solução a 20 % de UCON 3207A (com a adição de 5 % de ácido cítrico) e curado como no caso do artigo 2, acima referido.

4. Este artigo é um contrôlo, semelhante ao artigo 1, mas usando um enchimento de fibras de poliéster encrespado, oco, com 13 dtex, com a mesma fibra ligante de 4,4 dtex.

5. Este artigo é semelhante ao artigo de contrôlo 4, com a excepção de o enchimento de fibra de poliéster ser revestido com 0,35 % de ATLAS G-/264, sobre fibras de 13 dtex, e curado como no caso do artigo 2.

6. Este artigo é semelhante ao artigo 2 referido antes,com a excepção de o substrato de enchimento de fibras de poliéster ser revestido sob a forma de cabo, sob as condições existentes em fábrica, aplicando uma emulsão a 8,2 % em água de ATLAS G-7264, de maneira a produzir o mesmo revestimento de sólidos de 0,35 sobre a fibra. 0 cabo foi depois relaxado a uma temperatura de 175°C para curar o revestimento e fixar o encrespamento. 0 cabo, relaxado foi cortado misturado até um comprimento de corte de 60 milímetros, com um cabo de fibra ligante de revestimento/núcleo, de maneira a produzir uma mistura de 35/15 de enchimento de fibra/ ligante. A mistura foi transformada numa esteira e a esteira foi ligada a quente, essencialmente sob as mrsmas condições descritas.

7. Este artigo foi produzido essencialmente como no caso do artigo 6, com a diferença de o revestimento ter sido proporcionado por UGON 32C7A, como no artigo 3· /

Resumindo: os artigos 1 e 4 são artizos de contrôlo; os artigos 2, 5 e 6 são revestidos com ATLAS ^-7264, enquanto os artigos 3 θ Ί ^são revestidos com UCON 320 7A; os artigos 2, 3 ^e5 são revestidos sob a forma de fibra e curados a 170°C, enquanto os artigos 6 e 7 são revestidos sob a forma de cabo, antes de se fixar o encrespamento a 175°C; os artigos 1 a 3, 6 e 7 têm um enchimento de fibras de dtex igual a 6,1, enquanto os artigos 4 e 5 são de 13 dtex.

De^e notar-se que os pesos e as densidades das esteiras não são idênticos para se conseguir comparações apropriadas, quan do isso seja indicado, as determinações foram normalizadas, cal culando os seus valores equivalentes todos para o mesmo peso de 200 gramas/metro quadrado.

Quadro 2 indica os da^os da compressão de todas as sete esteiras ligadas, indicando bons resultados, isto é, que tinha ocorrido uma boa ligação em todos os casos, em contraste com o en chimento de fibra alisado com silicone que não pôde ser ligado desta maneira.

Os Quadros 3, 4 e 5 indicam os dados sobre a inflamabilidade. Deve notar-se que nenhum dos artigos mencionados possuía inflamabilidade e que as áreas destruídas eram comparáveis com os contrôlos 1 e 4, em que se utilizou enchimento de fibra não alisado (seco), isto é, os revestimentos de carga de fibra não aumen taram significativamente a inflamabilidade em relação à inflamabilidade do enchimento de fibras seco. Em contraste os snsaios de inflamabilidade realizados sobre os contrôlos 8 e 9 demonstraram a conhecida inflamabilidade intensa associada com os produtos alisados com silicone. 0 contrôlo 8 ara constituído

por uma esteira completamente formada por enchimento de fibra alisada com silicone comercial, tal como a utilizada nos Exemplos 1 e 2, com a excepção da presença do alisador de silicone. 0 contrôlo 9 era constituído por unia mistura a 60/20/20 de en chimento de fibras não alisadas constituindo 60 %, tal como se usou nos Exemplos 1 e 2, com 20 % de enchimento de fibras alisa das, como se usaram no contrôlo 8 e 20 % do ligante usado nos Exemplos 1 e 2; este contrôlo mostra que mesmo a adição de uma quantidade pequena de fibra alisada com silicone provoca um aumento muito significativo da inflamabilidade, que é indesejável. Os ensaios de inflamabilidade, não garantem a normalização.

Quadro 6 indica os resultados das medições da resistência h ruptura. 0 conjunto superior de valores indica os valores reais das medições e os diferentes pesos de cada esteira, enquanto o conjunto inferior de valores proporciona as determinações calculadas, todas normalizadas para o mesmo peso de 200 gramas/metro quadrado, visto que isso constitui uma melhor compara jão que favorece de alguma forma o contrôlo 1, de menor peso. A resistência à ruptura significativamente superior do artigo preferido 6 é mais importante. Especula-se que os números peque nos das resistências dos artigos 3 e 7 sejam provocados pela natureza do revestimento e esperar-se-iam melhores resultados com um revestimento análogo, com base em cadeias de poli-( óxido de etileno), tal como é preferido, mas á significativo que mesmo estes revestimentos originam uma ligação significativa, contraste com as fibras alisadas com silicone, que originam produtos que não têm virtualmente qualquer capacidade de liaação (ex cepto, possivelmente, entre os resíduos das fibras de ligante de bicomponentes. Estes ensaios de resistência são, não só indi

rectamente relacionados com a durabilidade em mobiliário mas demonstram a grande ligação que explica, parcialmente, os bons valo res do volume específico de suporte e durabilidade.

Quadro 7 mostra os resultados do ensaio de deslaminação e, igualmente, a resistência mecânica.das ligações entre as camadas, especialmente no artigo 6, que é muito melhor do que o controlo. Este é um ensaio muito importante, visto que a deslaminação é uma das causas mais importantes de falhas em algumas construções em mobiliário e cobertores e é importante também em sacos de dormir e roupa desportiva.

Quadro 8 contém dois conjuntos de dados; na parte A, compara-se o controlo comercial cóm o artigo 6, em almofadas condensadas, tendo uma massa volúmica igual a 25 ^a 28 gramas/litro. Uma comparação entre os dados, mostra que o artigo 6 tem uma altura maior sob cargas relativamente pequenas (IH^ θ 7,5 U), mas um menor volume específico ao nível de suporte. Isto reflecte a macieza melhor do produto, que é explicada pela reduzida fric. ção de fibra contra fibra. 0 artigo de ensaio 6 tem uma durabilidade muito melhor para todas as cargas do que o controlo comercial, embora tenha uma densidade que é ligeiramente menor. Como mostra a parte B do Quadro, as diferenças em volume específico a granel são muito melhores quando se consideram os mesmos artigos em almofadas decorativas ou almofadões não condensados. A des peito das consideráveis diferenças de densidade, o artigo do ensaio 6 tem iguais perdas de volume específico a granel e mantém, de. pois do ensaio de durabilidade, um valor do volume específico a gra nel muito maior. 0 artigo 7 também apresenta consideráveis benefícios relativamente â durabilidade, em comparação com o artigo comercial, particularmente na gama do volume específico a í 22 granel de suporte. Os artigos 3 e 7, feitos com o Union Carbíde 3207A, são também os ^ais macios, sendo c volume específico a granel de suporte mínima. Isto pode ser de interesse para apli cagões tais como sacos de dormir, em que é necessária uma grande compressibilidade. Essencialmente todos os artigos ensaiados apresentam uma durabilidade igual a melhor do que os controlos, mesmo que tenham uma densidade ligeiramente menor. Λ vantagem da durabilidade dos produtos de acordo com a presente invenção em comparação com os controlos é muito significativa em ambas as densidades e em toda a gama completa de cargas existentes na prá tica. A macieza aumentada e a vantagem da durabilidade correspondem a uma real necessidade do mercado e o valor dos produtos de acordo com a presente invenção é ainda incrementado pela boa ligação e não inflamabilidade destes enchumaços. Estas propriedades são de interesse particular para aplicações tais como mobi liário e colchoaria, mas também para fatos de desporto, sacos de dormir, etc.

Os valores indicados no quadro 8 sugerem diversas observações:

- 0 peso volúmico a granel e a durabilidade da densidade a gra nel são essenciais em mobiliário e colchoaria.

À vantagem dos produtos de acordo com a presente invenção, particularmente do artigo 6 , é, na realidade, muito maior do que o que se pode apreciar por uma rápida observação dos dados. Têm uma melhor durabilidade a uma muito menor massa volúmica em termos de g/1.

quadro 9 indica a alteração no volume específico a granel depois de três lavagens domésticas a 40°C. Ele. mostra igualmente o bom comportamento da maior parte dos produtos de acordo com a presente invenção, ^^Tisto que eles têm as alterações mínimas, embora os artigos 6 e 7 tenham um volume espe cífico a granel consideravelmente maior do que o controlo.

A única excepção 4 o artigo 3 , que pode reflectir defeitos na preparação deste artigo.

•^ua24

Quadro 2

Artigo Número	1	2	3	4-	5	6	7
Altura Inicial (cm):
Primeiro ciclo	8,3	8,9	10,7	11,9	11,2	12,9	12,0
(IH₂) Segundo ciclo	7,7	3 Λ	9,2	11,6	10,0	12,0	10,9
Segundo ciclo -	Altura (cm) sob	as cargas indicadas
2N	7,6	8,3	9,1	11,4	9 ,9	11,9	10,8
5N	5,6	5,6	6,5	8,5	7,6	io ,5	8,8
10N	4,6	M	5,2	7,1	6,3	%3	7,6
(SB) 30N	3,1	3,1	3,1	4,4	4,0	6,7	5,i
60N	2,1	2,2	1,9	2,8	2,6	4-,6	3,5
100N	1,5	1,6	1,4	1,8	1,8	3,2	2,4
160N	1,1	1,2	1.0	1,2	1,3	2,2	1,7
240N	0,9	1,0	0,8	0,9	i,c	1,6	1,3
Int. Compr.
Altura	0,7	0,7	0,8	1,1	1,0	1,7	1,3
Total Int.
Altura	1,6	1,7	1,6	2,0	2,0	3,3	2,6
Macieza
Abs. (cm)	4,6	5,3	6,1	7,2	6,0	5,3	S8
Rei. ( %)	59,7	63,1	66,3	62,1	60 ,0	44,2	53,2
Recuperação do Trabalho ( ):	63,6	70,8	59,8	55,6	62,9	67,0	61,8
Peso g/m2	190,4	234-,4	205,0	203,4	239,6	221,5	199,6

Qua25 quadro 3

Ensaio de _ inflamabilidade a 45 C (DIN 54'335) mostrando a área destruída

Comprimento	da	15 segundo;
chama	= 4,0 cm θ tempo de exposição =
Identi-	Duração da chama (em segundos) Área	destruída
ficação	quando exposto a	(cm2)
	5,0 cm 30,0 cm 55,0 cm Total

(segundos)

Artigo	1	0	0	0	0	6,2
Artigo	2	0	c	0	0	5,8
Artigo	3	0	0	0	0	5,0
Artigo	4	0	0	0	0	7,0
Artigo	5	0	0	0	0	7Λ
Artigo	6	0	0	0	0	8,0
Artigo	7	0	0	0	0	10,2
Contrôlo 8	6,0	55,0	76,0	137,c	504,c
Controlo 9	10,0	65,0	80,0	155,0	5o4,o

Qua26

Quadro 4

Ensaio de

Inflamabilidade a 45°C (DIN 54’335)

Comprimento da chama - 4,0 cm e tempo de mostrando a velocidade da chama exposição = 15 segundos

Velocidade de espalhamento gundo da chama em cm/sedurante

2,0 minutos 3,0 minutos

Identificação

Artigo	1	0,0	0,0
Artigo	2	0,0	0,0
Artigo	3	0,0	0,0
Artigo	4	0,0	0,0
Artigo	5	0,0	0,0
Artigo	6	0,0	0,0
Artigo	7	0,0	0,0
Contrôlo	8	54,6	72,4
Contrôlo	9	41,3	46,2

Qua22 quadro 5

Ensaio de inflamabilidade com pílula (metanamina) mostrando a área destruída (depois de 15 segundos de exposição)

Identificação

Area destruída em Combustão da pílula (cm2) (segundos)

Artigo 1

Artigo 2

Artigo 3

Artigo 4

Artigo 5

Artigo 6

Artigo 7

Contrôlo 8

Contrôlo 9

12,64	Média 1’27
14,51	1'30
15,54	1’31
11,19	1’30
12,9*	1’31
14,53	1’31
13,53	1’31
82,02	1'30
67,39	1,30

Qua-

quadro 6

Ensaio de agarramento em (N), mostrando a resistência ao corte das esteiras

Identificação Peso Direcção da máquina Direcção trans (g/cm2) (M. D.) versai (X. D.)

Artigo	1 190,4	19,2	70,3
Artigo	2 234,4	25,1	67,lt
Artigo	3 205,0	7,8	29,3
Artigo	4 203, *+	15,8	48,7
Artigo	5 239,6	19,7	^3,9
Artigo	6 221,5	64,3	186,0
Artigo	7 199,6	12,0	53,0
Resistências normalizadas para o peso de 200 g/m2
Artigo	1	20,2	73,8
Artigo	2	21,4	57,5
Artigo	3	7,6	28,6
Artigo	4	15,5	47,9
Artigo	5	16,4	45,0
Artigo	6	58,1	167,9
Artigo	7	12,0	í>3,l

<eua29 quadro 7

Ensaio de deslaminação em (N), mostrando a resistência de ligação de camada a camada

Direcção da máquina Direcção transversal

Identíficação	(M.D.)	(X.D.)
Artigo	1	Média (N)	7,1	7,7
		CV (%):	2,7	11,1
Artigo	2	Média (N):	7,0	8,3
		CV (%):	10,0	7,7
Artigo	3	Média (N):	2,7	3,6
		CV (%):	5,8	2,1
Artigo	4	Média (N):	5,4-	7,0
		CV (%):	8,8	12,2
Artigo	5	Média (N):	6,1	7,2
		CV (%)í	7,8	4,9
Artigo	6	Média (N):	15.9	13,5
		CV (%):	io,3	3,5
Artigo	7	Média (N);	4,2	4,8
		CV (%):	13,2	8,0

Qua30 quadro 8

Ensaio de durabilidade mostrando as perdas de altura inicial e de volume específico a granel antes de depois de stomping” (60 X 60 CM)

A. Almofadas condensadas a

25-28 g/1

Contrôlo do comério

Artigo

Altura inicial (cm);

Antes de stomping 14,8

Depois de stomping” 13,28 Diferença absoluta (cm) 1,52 Diferença (%) -10,27

Volume específico a 7,5N (cm)

Antes de stomping 13,53 Depois de stomping 11,63 Diferença absoluta ( cm) 1,9

Diferença ($) -14,Oh16,3

15,38

0,92

14,2

12,7

1,5 -10,6

Volume específico com suporte (60N)(cm):

Antes de stomping	8,8,	76,3_z
Depois de stomping	6,05	5,36
Diferença absoluta (cm)	2,75	2,27
Diferença ($)	-31,87	-29,75

Qua• · · <o

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Quadro 8 (Continuação) ux

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CM		CU	CU	UX	UX		Ω-	ux ux		\O
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	Ω	Ω	Ω	J> W		Ω	Ω	Ω

quadro 9

Efeito da lavagem sobre a durabilidade (b volume específico (3 lavagens domésticas a 45°C)

Identificação Altura inicial Volume específico com suporte (%) U)

Artigo	1	+	24,32	+ 6,25
Artigo	2	+	9,52	0,0
Artigo	3	+	30,75	+ 5,88
Artigo	4	+	7,55	- 11,54
Artigo	5		0,0	0,0
Artigo	6	+	6,56	- 7,69
Artigo	7	-	3,92	- 5,26

Reiv

Claims

Reivindicações

1.- Mistura de enchimento de fibras de poliéster aperfeiçoada, consistindo essencialmente em

a) cerca de 60 até cerca de 95 % em peso de fibra de poliéster encrespada e

b) cerca de 5 até cerca de 4o % em peso até se completar o total de 100 % em peso de fibra ligante encrespada compreendendo um poli mero que tem uma temperatura de ligação inferior ã temperatura de amolecimento da referida fibra de poliéster, caracterizada pelo facto de a mencionada fibra de poliéster ter um revestimento endurecido de um agente de alisamento consistindo essencialmente em cadeias de poli-(óxido de alquileno).
2. - Mistura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a fibra de poliéster ser revestida com um copolímero segmentado de poli-(tereftalato de etileno) e de poli-(óxido de etileno) em uma quantidade compreendida entre cerca de 0,1 e cerca de 1 % em peso da fibra de poliéster.
3. - Mistura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a fibra de poliéster ser revestida com um poli-(óxido de alquileno) modificado enxertado com grupos funcionais para permitir a reticulação, em quantidades compreendidas entre cerca de 0,1 e cerca de 1 % em peso da fibra de poliéster.
4. - Mistura de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo facto de a fibra de poliéster ser revestida com o agente de alisamento em uma quantidade compreendida entre cerca de 0,15 % e cerca de 0,6 % em peso da fibra de poli éster.
5. - Processo para a preparação de um chumaço de enchimento de fibras de poliéster ligadas, caracterizado pelo facto de se misturar fibras de poliéster tendo um revestimento de um agente de alisamento endurecido colocado sobre ele, o qual consiste essencialmente em cadeias de poli-(óxido de alquileno), com fibras ligan tes, de se transformar a mistura de fibras em uma esteira e de se tratar termicamente a esteira de modo que a fibra de ligante efectue a ligação nas intersecções das fibras de poliéster revestidas.
6, - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de as fibras de ligante serem fibras de revestimento/nucleo de maneira que o revestimento proporciona o ligante e o núcleo permanece na esteira ligada para proporcionar pontos de ligação com o enchimento de fibras de poliéster revestidas.
7. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de se utilizar fibras ligantes de um monocomponente de maneira que o ligante liga o enchimento de poliéster revestido nos pontos de cruzamento.
8. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindica- ções 5 a 7, caracterizado pelo facto de se utilizar uma mistura obtida pelo processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 2 a 4 .
9, - Esteira com as fibras ligadas entre si, constituída por um enchimento de fibras de poliéster com durabilidade melhorada e possuindo propriedades de transporte da humidade, ligação macia e pequena inflamabilidade, caracterizada pelo facto de as fibras de poliéster serem revestidas com um agente de alisamento que consiste essencialmente em cadeias de poli-(óxido de alquileno
10.- Esteira de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo facto de o agente de alisamento ser como se menciona

-36- ‘ em uma qualquer das reivindicações 2 a 4,

Lisboa, 24 de Março de 1988 0 Agente Oficial da Propriedade Industria!

RESUMO

Aperfeiçoamentos em enchimentos de fibras

Misturas de enchimento de fibras de poliéster e fibras ligantes, caracterizadas pelo facto de o enchimento de fibra ser | revestido com um acabamento do tipo hidrofílico de poli-(óxido de alquileno) que endurece sobre as fibras de poliéster e proporciona assim propriedades melhoradas do eventual produto ligado, incluindo combinações de durabilidade melhorada, toque macio, boa ligação, reduzida inflamabilidade e propriedades de transporte de humidade melhoradas.