Método para mejorar la cohesión de haces de hebras de aramida.

Un método para mejorar la cohesión de haz de hebras de aramida y disminuir su coeficiente de fricción,

que comprende añadir al haz de hebras 0,1-3,0 % en peso, en base al peso de la hebra, de un agente aglutinante de formación de película soluble en agua o dispersable en agua, seguido de un tratamiento del haz de hebras con un aceite que tiene una viscosidad menor que 100 mm2/s a 25 ºC.

Método para mejorar la cohesión de haces de hebras de aramida La invención se refiere a un método para mejorar la cohesión de un haz de hebras de aramida, a un método para tricotar, coser o trenzar dichos haces para aplicaciones en automoción.

Los cordones de aramida de hebras hiladas o hebras cortas o rotas estiradas se usan frecuentemente como materiales de refuerzo en materiales de caucho, termoplásticos o termoconjuntos. Los cordones de aramida constan de dos o más hebras hiladas enrolladas o hebras rotas estiradas que son hiladas en un cordón. El cordón se utiliza como tal o después de ser procesado en un equipo adecuado tal como un tricotado, un trenzado o un tejido. El procesamiento de tales cordones de aramida en máquinas, sin embargo es problemáticos y a menudo conduce a roturas o paradas repetidas de la máquina de tricotado, trenzado o cosido, o del telar, que se está utilizando. Además, durante el procesamiento de tales cordones de aramida los fragmentos se sueltan fácilmente y partes del polímero se salen fácilmente del los hebras individuales y forman depósitos sobre y dentro de las partes de la máquina. Particularmente, el bloqueo de las agujas utilizadas para el tricotado o cosido produce irregularidades en la forma final de refuerzo. Como resultado, de estas irregularidades el refuerzo del cordón falla en la matriz y la vida útil del material de refuerzo se reduce drásticamente.

Los haces de aramida han sido tratados con distintos componentes. Por ejemplo, en el documento JP 10158939 un haz de hebras de múltiples filamentos, que incluye aramida, es tratado con un aceite para evitar la formación de pelusa durante el proceso de acabado. En el documento JP 09041274 un haz de fibras de aramida es tratado con un poliéster soluble en agua para mejorar la potencia de unión, pero los materiales son utilizados para una aplicación completamente diferente, es decir, materiales de refuerzo para materiales de cemento.

Cuando los haces de hebras de aramida son utilizadas para tricotado, trenzado o cosido, los haces conocidos tienen las desventajas anteriormente mencionadas. Las hebras de aramida adecuadas (fibras) no son conocidas para tal fin. Es por tanto un objeto de la presente invención proporcionar un haz de hebras de aramida, que tenga excelente cohesión de haz y al mismo tiempo un coeficiente de fricción bajo para permitir el fácil tricotado, trenzado y cosido. El término "haz de hebras de aramida" incluye un haz de al menos dos hebras individuales, particularmente cordones fabricados de hebras de aramida.

En el documento US 4455341 una hebra de múltiples filamentos de una poliamida aromática, en particular poli-pfenileno tereftalamida, se proporcionó con un tamaño soluble en agua. Además del tamaño, la hebra puede estar provista de una cera no iónica. La hebra dimensionada es utilizada como hebra de urdimbre y trama en la industria del tejido. Se a encontrado (véase el ejemplo 3) que la fricción de la hebra de este modo tratada con cera no iónica es todavía demasiado alta para hacer que estas hebras sean óptimamente adecuadas para utilizar en máquinas de tricotado de cordones. Por lo tanto, aún existe una necesidad de obtener hebras con un coeficiente de fricción bajo y al mismo tiempo que tengan buena cohesión de haz.

Se ha encontrado un método de satisface estos requisitos. Para este fin, la invención se refiere a un método para mejorar la cohesión de haz de un haz de hebras de aramida y disminuir el coeficiente de fricción, que comprende añadir al haz de hebras 0, 1 -3, 0 % en peso, en base al peso de la hebra, de un agente aglutinante de formación de película soluble o dispersable en agua seguido de un tratamiento del haz de hebras con un aceite que tiene una viscosidad intrínseca menor que 100 mmm2/s (a 25º C) .

Los haces de hebras de aramida, tales como cordones, de acuerdo con la invención son tratados con un agente aglutinante de formación de película y un acabado de revestimiento. El agente aglutinante mejora el interfilamento y la cohesión de hebra y debería ser un polímero de formación de película. Preferiblemente, el agente aglutinante es un poliuretano soluble o dispersable en agua y/o resina de poliéster sulfonada. Ejemplos de poliésteres adecuados son los polímeros derivados del ácido carboxílico sulfonado, un ácido carboxílico y un diol. Se prefriere el poliéster derivado del ácido dimetil sodio sulfo-isoftálico, ácido isoftálico y etilenglicol. Tal producto está disponible bajo el nombre Eastman ® LB-100. Ejemplos de poliuretanos adecuados son dispersiones de poliéter poliuretano o poliéster poliuretano, disponibles bajo los nombres comerciales Alberdingk® U400N e Impranil® DLF, respectivamente.

El acabado de revestimiento es un aceite de baja viscosidad, que reduce la hebra a la fricción de metal del cordón. Preferiblemente el acabado de revestimiento es un aceite de éster. Estas características de cordón dan lugar a un comportamiento de tricotado, cosido o trenzado libre de fallos. Ejemplos de aceites adecuados son 2-etil hexil esterato, 2-etil exil palmitato, n-butil laurato, n-octil caprilato, butil esterato o mezclas de los mismos. Un aceite de éster preferido es una mezcla de 2-etil hexil esterato y 2-etil hexil palmitato, que está disponible bajo el nombre comercial LW® 245.

El uso del dimensionamiento anterior como tal se conoce del documento US 4.455.341. Sin embargo, esta patente se refiere al dimensionamiento de fibras individuales para mejorar la cohesión de los filamentos en la fibra, en lugar de aplicar el dimensionamiento a un haz de hebras para mejorar la cohesión de las hebras individuales en lugar de los filamentos. Además, esta patente requiere el uso de una cera no iónica, cuya utilización sería perjudicial cuando se utilizan haces de hebras en un dispositivo de tricotado.

El haz de hebras que se puede tratar de acuerdo con el presente método incluye cualquier hebra de aramida, incluyendo hebra hilada y hebras rotas estiradas. La hebra rota estirada (también conocida como hebra hilada) es particularmente adecuada para utilizar en el método en el acto. Aramidas adecuadas incluyen los hebras de meta y para aramidas, tales como hebras de Teijinconex ® [poli- (meta-fenileno isoftalamida) ; MPIA], hebras de Twaron® [poli (para-fenilenotereptalamida) ;PPTA] y hebras Technora® [poli- (parafenileno/3, 4´-oxidifenileno tereftalamida) ].

Finalmente la invención tiene también el objetivo de proporcionar un método para tricotar, coser, o trenzar haces de hebras de aramida que comprende el uso de un haz de hebras a las que se añade entre 0, 1 y 3, 0% en peso de hebra de un agente aglutinante de formación de película soluble o dispersable en agua, y después un aceite que tiene una viscosidad intrínseca menor de 100 mm2/s.

Las hebras que son tratadas de acuerdo con el método de la invención mostraron fuertes propiedades de cohesión, es decir, el cordón que contiene estas hebras tiene una baja tendencia a separarse en hebras individuales. Además, el haz (cordón) se muestra teniendo propiedades de fricción mejoradas. Los haces de hebras de la invención por tanto son adecuados para utilizar en métodos de tricotado, cosido, o trenzado, y para fabricar tubos tricotados para uso en aplicaciones de automoción.

La invención se explica de manare adicional y se muestran las ventajas en los siguientes ejemplos ilustrativos no restrictivos Determinación del coeficiente de fricción (hebra-metal) (f)

Para la determinación del coeficiente de fricción del cordón, el cordón fue guiado desde el carrete sobre un dispositivo de tensión magnética. Después paso una cabeza de medida de tensión (pretensión T1) , un pasador de fricción (ángulo de urdimbre de 90º ) , una segunda cabeza de medida de tensión (postensión T2) y un "godet". Finalmente el cordón fue enrollado. Durante la determinación se midió la postensión (T2) . El coeficiente de fricción fue calculado bajo las siguientes condiciones:

Cálculo del coeficiente de fricción (f) : f=1/a*ln (T2/T1)

en donde a = ángulo de urdimbre en radianes (1/2 n)

El ensayo de corte

Una muestra de cordón de 100 cm de longitud está verticalmente suspendida sobre una mesa. Su extremo superior... [Seguir leyendo]

1. Un método para mejorar la cohesión de haz de hebras de aramida y disminuir su coeficiente de fricción, que comprende añadir al haz de hebras 0, 1-3, 0 % en peso, en base al peso de la hebra, de un agente aglutinante de formación de película soluble en agua o dispersable en agua, seguido de un tratamiento del haz de hebras con un aceite que tiene una viscosidad menor que 100 mm2/s a 25 º C.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el agente aglutinante de formación de película es un poliuretano dispersable en agua o un poliéster sulfonado, o una mezcla de los mismos.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la hebra es una hebra rota estirada.

4. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la hebra es una hebra de 10 poli (meta-fenileno isoftalamida) .

5. Un método para tricotar, coser o trenzar haces de hebras de aramida que comprende la etapa de utilizar un haz de hebras al que se ha añadido 0, 1 -3, 0 % en peso, en base al peso de la hebra, de un agente aglutinante de formación de película soluble en agua o dispersable en agua, y después un aceite que tiene una viscosidad intrínseca menor que 100 mm2/s, a 25 º C.

6. Tubos tricotados para aplicaciones de automoción que comprenden haces tricotados de hebras obtenibles por el método de una de las reivindicaciones 1-4.