FIBRA POLIMÉRICA, SU USO Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN.

Fibra polimérica obtenible por hilado en fundido de un polímero y posterior tratamiento de la fibra con radiación ionizante,

en la que el polímero es un homopolímero de polipropileno, un copolímero de polipropileno o una mezcla de los mismos, la fibra polimérica tiene una longitud en el intervalo de 0,1a 40 mm, un diámetro en el intervalo de 5 a 170 μm y un IFF de más de 500 g/10 min, medido según DIN EN ISO 1133 a 230°C/2,16 kg

La presente invención se refiere a una fibra polimérica obtenible por hilado en fundido de un polímero, el uso de la fibra y un procedimiento para la fabricación de la fibra.

El uso de fibras poliméricas como refuerzo para cemento, yeso, mortero, hormigón, etc. es conocido en la técnica, por ejemplo, a partir de los documentos EP-A-0 225 404, EP-A-0 235 577 y EP-A-0 448 577. Los materiales, pasta de cemento, mortero u hormigón aunque capaces de gran resistencia en la compresión, son débiles a la tensión, presentan baja deformación en la rotura y son en general bastante frágiles. Se han introducido fibras por lo tanto para superar algunas de estas debilidades y para desarrollar productos que de otro modo no serían posibles. Las fibras poliméricas han resultado ser adecuadas en particular en estas aplicaciones debido a que presentan buena resistencia química, no se ven afectadas por la humedad, presentan alta tensión de tracción y elongación en la rotura con baja gravedad específica y se pueden manipular fácilmente.

La resistencia a la llama del hormigón puede tener gran importancia especialmente en el campo de la construcción de túneles. Si tiene lugar un incendio en un túnel como resultado de un accidente de tráfico por ejemplo, las temperaturas suben rápidamente a 1.000ºC y más. La temperatura de las capas externas de la pared en el interior del túnel aumenta de acuerdo con esto. Como el hormigón contiene agua, el agua empieza a evaporarse en un periodo de tiempo breve. Sin embargo, el vapor no puede escapar suficientemente rápido desde el interior de la estructura del hormigón y por lo tanto la presión aumenta enormemente. Si la presión en el interior del hormigón está por encima de la tensión de tracción del hormigón, las capas más externas empezarán a separarse por desconchado y el calor se puede expandir incluso más rápidamente a la más interna del hormigón. Si se alcanza el refuerzo de acero por el calor, su estabilidad se pierde también muy rápidamente. Por tal medio hay un alto peligro de hundimiento del túnel. El grado de peligro debido a las partes del hormigón que se separan por desconchado aumenta de acuerdo con el contenido en agua en el hormigón. Una estructura densa y compacta del hormigón impide además que escape el vapor. La separación por desconchado de material es un problema conocido en la industria de la resistencia a la llama. Aparecen problemas análogos con material refractario tal como vajilla refractaria. Como la estructura del hormigón se debilita significativamente por la separación por desconchado explosiva de partes en la superficie en el hormigón, la separación por desconchado se tiene que evitar tan pronto como sea posible para reducir el daño que tiene lugar.

Aunque se sabe que los refuerzos de fibras poliméricas aumentan la resistencia a la llama del hormigón, cemento, etc., aún hay la necesidad de más productos mejorados, en particular con respecto a mejorar la resistencia a la llama.

Se ha encontrado sorprendentemente que la resistencia a la llama de productos de cemento, mortero, hormigón u otro material refractario aumenta además si aumenta el índice de flujo de fusión (IFF) de la fibra polimérica. Aunque no se desea estar limitados por ninguna teoría, se cree que esto se puede explicar probablemente por la formación de una red capilar o un sistema poroso en el interior del hormigón cuando funden las fibras de polipropileno debido a temperaturas crecientes. Como resultado, el hormigón se hace permeable al vapor de agua y la presión en el interior del hormigón se reduce al efecto de disminuir o evitar la separación por desconchado.

Si el valor del IFF de la fibra polimérica aumenta se forma una masa fundida de polímero fluida, fina, que se puede absorber más fácilmente por la matriz de hormigón y da como resultado una permeabilidad más temprana y mayor por los capilares que se forman.

Las fibras poliméricas usadas en aplicaciones de refuerzo se fabrican comúnmente por hilado en fundido. Sin embargo, en un procedimiento de hilado en fundido las propiedades específicas del material polimérico se deben tener en cuenta. Parámetros importantes del procedimiento de hilado en fundido y como consecuencia de importancia para el perfil de propiedades de las fibras que se producen son el peso molecular, el índice de flujo de fusión y la distribución de peso molecular de la materia prima. En particular, si el IFF del polímero es demasiado bajo, su viscosidad llega a ser demasiado alta para el procedimiento de hilado en fundido. Por otra parte, si el valor de IFF es demasiado alto, la viscosidad del polímero llega a ser tan baja que la fibra no puede estirarse desde el orificio de la boquilla. Por lo tanto, hay gran demanda de la calidad de la materia prima teniendo en cuenta las propiedades reológicas del polímero fundido debido al procedimiento de hilado en fundido. Como resultado de ello, el valor del IFF de los polímeros adecuados para la preparación de fibras por hilado en fundido debe estar en un cierto intervalo estrecho de más de 5 g/10 min a aproximadamente 40 g/10 min.

Por otra parte, para una serie de aplicaciones, tales como aditivos para reforzar cemento, mortero, hormigón, yeso, etc., sería deseable usar fibras poliméricas con un valor de IFF mayor que el valor de IFF de polímeros que son útiles para procedimientos de hilado en fundido.

Para resolver esto y otros problemas ya descritos de la técnica anterior se ha encontrado sorprendentemente que las propiedades de las fibras poliméricas obtenibles por hilado en fundido se pueden adaptar para cada aplicación por tratamiento de las fibras hiladas fundidas con radiación de ionización.

Así, la presente invención se refiere a una fibra polimérica obtenible por hilado en fundido de un polímero, caracterizada porque con posterioridad a la etapa de hilado en fundido la fibra se trata con radiación ionizante.

El polímero usado en la preparación de la fibra de la presente invención es homopolímero de polipropileno, un copolímero de polipropileno o una mezcla de cualquiera de estos.

El polímero usado en la preparación de la fibra puede contener más polímeros así como aditivos, tales como colorantes, antiapelmazantes, aditivos de hilado, copolímeros funcionales, polipropileno de bajo peso molecular, ceras de polipropileno, polipropileno atáctico, componentes reactivos, termoestabilizantes, estabilizadores UV, etc. Los aditivos se pueden seleccionar por un experto en la materia según los requerimientos específicos del procedimiento de hilado en fundido así como el uso deseado de las fibras finales.

La preparación de fibras por hilado en fundido es conocida para un experto en la materia. El procedimiento se describe, por ejemplo, por B. von Falkai, Synthesefasern, Grundlagen, Technologie, Verarbeitung und Anwendung, Verlag Chemie, Weinheim 1.981. En el procedimiento de hilado en fundido las propiedades del polímero no se modifican en general. Así, por ejemplo el valor de IFF de las fibras obtenidas en este procedimiento es el mismo que el valor de IFF de los gránulos de polímero usados como material de partida. Por lo tanto, el valor de IFF de las fibras poliméricas obtenidas por hilado en fundido está necesariamente en el mismo intervalo que el valor de IFF de esos polímeros que son adecuados para el procedimiento de hilado en fundido, es decir, el IFF está en el intervalo de más de 5 g/ 10 min a aproximadamente 40 g/10 min.

Según la invención, las propiedades reológicas de las fibras poliméricas obtenidas en el procedimiento de hilado en fundido se adapta según los requerimientos del uso deseado de las fibras por tratamiento de las fibras con radiación ionizante. Preferiblemente, la radiación ionizante es una radiación gamma o beta.

El tratamiento con rayos gamma y beta se realiza por medio de procedimientos de irradiación conocidos en la técnica. Se generan rayos beta, también conocidos como haces electrónicos, por aceleradores de electrones generalmente conocidos en la técnica. Los rayos gamma usados en aplicaciones industriales se generan en general en la conversión radioactiva de cobalto 60 (60Co) a níquel 60 (60Ni). Los rayos gamma emitidos de ese modo tienen una profundidad de penetración alta. Aunque el tiempo de irradiación con rayos beta es generalmente de segundos, el tiempo de irradiación con rayos gamma puede ser de horas. La dosis de radiación aplicada en las fibras poliméricas según la invención no está limitada en particular pero normalmente está en el intervalo de aproximadamente 10 kGy a... [Seguir leyendo]

1. Fibra polimérica obtenible por hilado en fundido de un polímero y posterior tratamiento de la fibra con radiación ionizante, en la que el polímero es un homopolímero de polipropileno, un copolímero de polipropileno o una mezcla de los mismos, la fibra polimérica tiene una longitud en el intervalo de 0,1a 40 mm, un diámetro en el intervalo de 5 a 170 µm y un IFF de más de 500 g/10 min, medido según DIN EN ISO 1133 a 230°C/2,16 kg.

2. Procedimiento para la fabricación de una fibra polimérica según la reivindicación 1, que comprende las etapas de

hilado en fundido de un polímero y posterior tratamiento de la fibra con radiación ionizante. 10

3. Uso de una fibra polimérica según la reivindicación 1 como aditivo en hormigón, mortero, yeso, cemento o material refractario.

4. Uso de una fibra polimérica según la reivindicación 1 para mejorar la resistencia a la llama de hormigón, mortero, 15 yeso, cemento o material refractario.

5. Hormigón, mortero, yeso, cemento o material refractario que contiene una fibra polimérica según la reivindicación

1.