Cordón a base de hilos de múltiples filamentos celulósicos con un título de filamento individual incrementado.

Cordón, en particular para el refuerzo de neumáticos, que contiene un hilo de múltiples filamentos celulósico,

caracterizado por que el hilo de múltiples filamentos celulósico presenta una resistencia mecánica de al menos 35 cN/tex, y los filamentos individuales del hilo de múltiples filamentos presentan un título de al menos 2, 3 dtex, y por

que una construcción de cordón con un factor de torsión Tf ≥ 185 en el Ensayo de fatiga Disco en ajustes de compresión/alargamiento de -20/+2% y un número de 855.000 ciclos – llevado a cabo y evaluado según la norma ASTM D 6588 – presenta una resistencia a la fatiga al menos superior en un factor de 1, 1 al mismo factor de torsión y a un título de filamento individual de : 2, 0 dtex.

Cordón a base de hilos de múltiples filamentos celulósicos con un título de filamento individual incrementado La presente invención se refiere a un cordón a base de hilos de múltiples filamentos celulósicos con un título de filamento individual incrementado para mejorar el comportamiento frente a la fatiga. Se conocen cordones a base de hilos de filamentos celulósicos y, habitualmente, se emplean como soportes de resistencia para productos técnicos, p. ej. para reforzar piezas componentes elastómeras y productos tales como, por ejemplo, cordón de neumáticos, armadura de mangueras o como soportes de resistencia en correas y cintas transportadoras.

La celulosa es en todo el mundo el polímero que se presenta de forma natural más frecuente e importante. Fibras celulósicas, filamentos y multifilamentos pueden obtenerse de múltiples maneras y en diferentes formas que asimismo son conocidas y habituales en el sector de la técnica. La división puede llevarse a cabo según el procedimiento de producción – por ejemplo por proceso de disolución directa o proceso de regenerado – y/o según el tipo del producto obtenido que, de nuevo, se compone de celulosa con una estructura cristalina modificada (la denominada celulosa hidratada) – por ejemplo viscosa – o bien representa un derivado de la celulosa análogo a un polímero tal como, p. ej., los acetatos de celulosa o triacetatos de celulosa conocidos.

Como procesos de disolución directa se conocen, entre otros, procesos en los que la obtención de fibras celulósicas tiene lugar a partir de disoluciones en amino-óxidos terciarios tales como N-metilmorfolin-N-óxido (NMMO) , líquidos iónicos o también ácido fosfórico, y subsiguiente precipitación en medios de coagulación adecuados.

Otros procedimientos habituales para la preparación de filamentos celulósicos, que se utilizan para la fabricación de hilos o bien cordones, son procedimientos de regenerado, en los que la celulosa se hace reaccionar primero químicamente para formar derivados solubles (xantogenatos o carbamatos) y se disuelve. La disolución se bombea a través de toberas de hilatura y, finalmente, se regenera en un baño de precipitación para formar filamentos celulósicos. Filamentos de este tipo se conocen, entre otros, bajo la denominación rayón. Los procesos para su producción son asimismo conocidos.

Empleados como tejidos de carcasa en neumáticos para automóviles, los cordones, así obtenidos, están expuestos a grandes solicitaciones dinámicas, así como a elevadas temperaturas. Con el fin de cumplir con estos requisitos, los cordones o bien los hilos de múltiples filamentos que los forman requieren elevadas resistencias mecánicas, así como una extraordinaria estabilidad frente a la temperatura y una elevada resistencia a la fatiga.

Así, por ejemplo, el documento WO 2008/143375 describe cordones celulósicos a base de Lyocell, que presentan una buena resistencia a la fatiga y que se componen de hilos con un número de filamentos entre 200 y 2000, así como un título (= densidad lineal) de 200 a 3000 denier. Los filamentos presentan superficies en sección transversal no redondas, preferiblemente casi triangulares.

Por consiguiente, misión de la presente invención es habilitar cordones celulósicos que esencialmente presenten, independientemente de la configuración de la sección transversal del filamento de los hilos de múltiples filamentos que los forman, una buena resistencia a la fatiga y que, con ello, se distingan de manera particularmente buena para su empleo como cordones de refuerzo para neumáticos de vehículos.

Este problema se resuelve de acuerdo con la invención mediante un cordón que contiene un hilo de múltiples filamentos celulósico que se caracteriza por que el hilo de múltiples filamentos celulósico presenta una resistencia mecánica de al menos 35 cN/tex, y los filamentos individuales del hilo de múltiples filamentos presentan un título de al menos 2, 3 dtex y por que una construcción de cordón con un factor de torsión Tf = 185 en el Ensayo de fatiga Disco en ajustes de compresión/alargamiento de -20/+2% y un número de 855.000 ciclos – llevado a cabo y evaluado según la norma ASTM D 6588 – presenta una resistencia a la fatiga al menos superior en un factor de 1, 1 al mismo factor de torsión y a un título de filamento individual de < 2, 0 dtex.

Un cordón de este tipo muestra, por ejemplo con 1840 dtex x1 x2 Z/S 375 (factor de torsión Tf = 185) en el Ensayo de fatiga Disco a ajustes de compresión/alargamiento de -20/+2% y un número de 855.000 ciclos (6 horas) – llevado a cabo y evaluado según la norma ASTM D 6588 – una resistencia a la fatiga claramente superior a la de un cordón de la misma constitución con un título de filamento individual de : 2, 0 dtex. La resistencia a la fatiga -medida como resistencia residual porcentual (PRS) – es en este caso al menos superior en un factor de 1, 1.

Sorprendentemente, este aumento – comparativamente pequeño – del título del filamento individual determina ya una mejora de la resistencia a la fatiga y ya no se produce – tal como se expone en el estado conocido de la técnica – una modificación de la sección transversal del filamento.

Dado que los títulos de filamentos individuales de hilos de múltiples filamentos celulósicos para aplicaciones técnicas se encuentran habitualmente en el intervalo de 1 a 2 dtex, este efecto era particularmente inesperado.

En particular, los filamentos individuales que forman el hilo de múltiples filamentos del cordón presentan una superficie en sección transversal cuya desviación, expresada como relación de modificación MR (siglas inglesas) es menor que 1, 1. La relación de modificación se describe, por ejemplo, en el documento WO 2008/143375 y designa el cociente de dos radios de la sección transversal del filamento (R1/R2) , en donde el radio R2 describe el círculo mayor posible que se encuentra dentro de la sección transversal del filamento, y el radio R1 describe el radio del círculo menor posible que se puede disponer en torno a la sección transversal del filamento. En el caso de una sección transversal circular ideal, R1 y R2 coinciden, de modo que la relación de modificación MR es = 1.

El hilo de múltiples filamentos (denominado en el marco de esta solicitud también simplemente hilo) en los cordones de acuerdo con la invención tiene una resistencia mecánica – preferiblemente mayor que 35 cN/tex (condicionada según BISFA) , todavía de manera más preferida mayor que 40 cN/tex, todavía de manera más preferida mayor que 45 cN/tex y de la manera más particularmente preferida mayor que 50 cN/tex. Por lo general, para hilos de múltiples filamentos celulósicos, el límite de la resistencia mecánica se encuentra en aproximadamente 90 cN/tex.

El hilo de múltiples filamentos tiene un título de filamento individual mayor que 2, 3 dtex, preferiblemente mayor que 2, 7 dtex, todavía más preferiblemente mayor que 3, 2 dtex, lo más preferiblemente mayor que 4, 0 dtex hasta como máximo aproximadamente 8 dtex. Puede componerse de un número arbitrario de filamentos sinfín (continuos) tal como son habituales en productos técnicos. Por norma general, el hilo tiene un título total en el intervalo de 30 a 20.000 dtex y se compone de 10 a 5000 filamentos. El alargamiento a la rotura del hilo asciende a 5 hasta 20%, preferiblemente a 7 hasta 16%. Determinante es el denominado “título de filamento individual nominal”, es decir, el título total del hilo sin torsión, dividido por el número de los filamentos individuales. La determinación del “título de filamento individual nominal” tiene lugar en estado sin torsión, dado que durante la torsión se manifiesta generalmente una contracción en longitud. Base de la determinación del título total del hilo sin torsión es la norma BISFA (“Métodos de ensayo para hilos de filamento de viscosa, cupro, acetato, triacetato y lyocell, edición de 2007) .

Preferiblemente, el hilo contiene al menos 80% en peso de celulosa, preferiblemente al menos 90% en peso y todavía más preferiblemente al menos 95% en peso de celulosa.

El hilo puede enrollarse en estado sin torsión o provisto de una torsión protectora para formar un huso. Los husos resultantes son particularmente adecuadas como material de partida para la producción de cordones para el aprovechamiento como componentes de refuerzo para elastómeros naturales y sintéticos, materiales termoplásticos y durómeros.

El tratamiento para formar los cordones de refuerzo de acuerdo con la invención tiene lugar habitualmente mediante torsión de uno o varios hilos de múltiples filamentos,... [Seguir leyendo]

1. Cordón, en particular para el refuerzo de neumáticos, que contiene un hilo de múltiples filamentos celulósico, caracterizado por que el hilo de múltiples filamentos celulósico presenta una resistencia mecánica de al menos 35 cN/tex, y los filamentos individuales del hilo de múltiples filamentos presentan un título de al menos 2, 3 dtex, y por

que una construcción de cordón con un factor de torsión Tf = 185 en el Ensayo de fatiga Disco en ajustes de compresión/alargamiento de -20/+2% y un número de 855.000 ciclos – llevado a cabo y evaluado según la norma ASTM D 6588 – presenta una resistencia a la fatiga al menos superior en un factor de 1, 1 al mismo factor de torsión y a un título de filamento individual de : 2, 0 dtex.

2. El cordón según la reivindicación 1, caracterizado por que los filamentos individuales del hilo de múltiples filamentos celulósico presentan un título de al menos 2, 7 dtex, preferiblemente de al menos 3, 2 dtex, todavía más preferiblemente de al menos 4, 0 dtex.

3. El cordón según la reivindicación 1 ó 2, por que el hilo de múltiples filamentos celulósico presenta una resistencia mecánica de al menos 40 cN/tex, preferiblemente al menos 45 cN/tex, todavía más preferiblemente al menos 50 cN/tex.

4. El cordón según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los hilos de múltiples filamentos celulósicos se han obtenido según un proceso de regenerado.

5. El cordón según la reivindicación 4, caracterizado por que en el caso de los hilos de múltiples filamentos celulósicos se trata de rayón.

6. El cordón según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los hilos de múltiples 20 filamentos celulósicos se han obtenido mediante un proceso de disolución directa.

7. El cordón según la reivindicación 6, caracterizado por que los hilos de múltiples filamentos celulósicos se han obtenido mediante un proceso de disolución directa en amino-óxido terciario, en particular en N-metilmorfolina-Nóxido (NMMO) , o en los denominados líquidos iónicos “ionic liquids”.