Procedimiento para la preparación de filamentos de tereftalato de polietileno con alta tenacidad para uso industrial.

Un procedimiento para la preparación de una pluralidad de monofilamentos de tereftalato de polietileno que comprende la fusión de una pastilla de tereftalato de polietileno que presenta una viscosidad intrínseca comprendida entre 0,

8 y 1,3, estando ajustada la temperatura del polímero fundido entre 290 y 305 ºC, haciendo pasar el polímero a través de una bomba de engranajes ajustada a una temperatura de entre 295 y 310 ºC, e hilando el polímero fundido en una hiladora, en la cual el diámetro de los orificios de la boquilla de la hiladora está comprendido entre 0,5 y 0,8 mm, mientras que la relación de la longitud al diámetro (LID) de un orificio de la hiladora está comprendida entre 2 y 3, haciendo pasar el hilo hilado desde la boquilla a través de un calentador de campana ajustado a una temperatura de entre 350 y 400 oC y que se extiende hasta una longitud de entre 320 y 500 mm, enfriando rápidamente el hilo que sale del calentador de campana en una zona de enfriamiento mediante un aire de alimentación a una temperatura comprendida entre 15 y 18 oC, estando ajustado el aire de alimentación entre 0,7845 Y 1,07873 kPa (entre 80 y 110 mmH20) y estando ajustado el aire de descarga entre 0,88259 y 1,17680 kPa (entre 90 y 120 mmH20), engrasando el hilo enfriado, y realizando un estirado primario inicial y un estirado secundario, en donde las áreas de contacto entre el hilo y los cilindros de tracción, sobre los cuales se realizan el estirado inicial y el estirado secundario, se ajustan de tal manera que el área de contacto entre el hilo y el cilindro de tracción para el estirado primario se ajusta entre 4.000 y 8.000 mm2 y el área de contacto entre el hilo y el cilindro de tracción para el estirado secundario se ajusta entre 14.000 y 18.000 mm2 , en donde cada uno de los monofilamentos de tereftalato de polietileno producidos de esta manera da lugar a una curva de tensión-deformación que muestra un alargamiento de menos del 2,5 % a una tensión inicial de 1,764 cN/dtex (2,0 g/d), con un valor de módulo inicial comprendido entre 70,56 cN/dtex y 141,12 cN/dtex (entre 80 y 160 g/d), un alargamiento del 7,5 % o menos en un intervalo de tensión comprendido entre 1,764 cN/dtex y 7,938 cN/dtex (entre 2,0 g/d Y 9,0 g/d), Y un alargamiento de al menos el 2,0 % o más en un intervalo de tensión comprendido entre 8,82 cN/dtex (10,0 g/d) Y el punto de rotura.

PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACiïN DE FILAMENTOS DE TEREFTALATO DE POLlETILENO CON ALTA TENACIDAD PARA USO 5 INDUSTRIAL

ANTECEDENTES DE LA INVENCiïN

1. Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un procedimiento para la preparaciïn de una pluralidad de fibras de monofila mento de tereftalato de polietileno, cada una de las cuales da lugar a una curva de tensiïn-deformaciïn que muestra un alargamiento de al menos el 2, 0 % o mïs en un intervalo de tensiïn comprendido entre 8, 82 cNldtex (10, 0 gld) Y el punto de rotura. La fibra de monofila mento preparada mediante el procedimiento segïn la invenciïn se caracteriza por una alta tenacidad, un alto mïdulo y una baja deformaciïn, por lo que se puede utilizar para la producciïn de fibra de poliïster de alta tenacidad para uso industrial, fa cual se utiliza como material para cuerdas industriales, material de refuerzo para la construcciïn, elementos laminares o cinturones de seguridad.

2. Descripciïn de la tïcnica relacionada Como procedimiento convencional ïtil para mejorar la tenacidad de las fibras de poliïster para uso industrial, estï disponible un procedimiento que consiste en fundir una pastilla de alta viscosidad que presenta una viscosidad intrïnseca de 1, 0 o mayor, calentar el polïmero en estado fundido hasta una temperatura de 310 oC para fundir suficientemente el polïmero, solidificar el

polïmero a una temperatura de enfriamiento rïpido comprendida entre 15 y 18 oC en una campana de 280 mm de largo a una temperatura de la campana de 340 oC, bobinar el polïmero a baja velocidad en cilindros de tracciïn para obtener un hilo no estirado, estirar directamente el hilo no estirado en una primera etapa y en una segunda etapa hasta una relaciïn de estirado de 6, 0 y, seguidamente, relajar el hilo estirado para, finalmente, bobinar el hilo estirado. Aqui, la caracterïstica de alta tenacidad se obtiene al disminuir el grado de orientaciïn del hilo no estirado mediante un bobinado a baja velocidad, y estirando el hilo no estirado con una alta relaciïn de estirado. El hilo de poliïster producido mediante el procedimiento convencional, tal como se ha descrito anteriormente, presenta un valor de mïdulo comprendido entre 52, 92 eN/dtex (60 g/d) Y 88, 2 cN/dtex (100 g/d) , una tensiïn de 8, 379 cNldtex (9, 5 gld) O menos, y un alargamiento a la rotura comprendido entre el 13yeI18%.

Cuando se aumenta la relaciïn de estirado para obtener una fibra de mayor tenacidad utilizando esta tecnologïa de hilado convencional, aparece un problema de procesamiento causado por la rotura del hilo durante el hilado y con frecuencia se produce la apariciïn de fibras sueltas, lo cual se traduce en unas malas propiedades posteriores al procesamiento. Por lo tanto, la tecnologia convencional conduce a un aumento de los costes de producciïn y a la reducciïn de la calidad del producto, lo cual dificulta la obtenciïn de hilos de alta tenacidad mediante la misma.

RESUMEN DE LA INVENCiïN

En consecuencia, es un objeto de la presente invenciïn preparar una fibra de monofilamentos de tereftalato de polïetïleno la cual presenta un perfil de tensiïn20 deformaciïn que muestra un alargamiento de al menos el 2, 0 % o mïs en un intervalo de tensiïn comprendido entre 8, 82 cNldtex (10, 0 gld) Yel punto de rotura.

Tal fibra se produce de acuerdo con la invenciïn mediante un procedimiento de ajuste de las ïreas de contacto entre el hilo y los cilindros de tracciïn, sobre los cuales se realizan el estirado inicial y el estirado secundario, con el fin de aumentar

la relaciïn de estirado, permitiendo de esta manera realizar el estirado con una relaciïn de estirado de 6, 5, la cual es mayor que la relaciïn de estirado alcanzada convencionalmente de 6, 0.

BREVE DESCRIPCiïN DE LOS DIBUJOS

la fig. 1 es un diagrama esquemïtico que ilustra el procedimiento de producciïn de acuerdo con la presente invenciïn para producir un filamento de tereftalato de polietileno; la fig. 2 es un grïfico que muestra las curvas de tensiïn-deformaciïn para los monofilamentos del filamento de tereltalato de polietileno de 1667 dtex (1500D) obtenido mediante el procedimiento de la presente invenciïn y un filamento de tereftalato de polietileno de 1667 dtex (15000) convencional; y; la fig. 3 es un grïfico que muestra las curvas de tensiïn-deformaciïn para los monofilamentos del filamento de tereftalato de polietileno de 1111 dtex (10000) obtenido mediante el procedimiento de la presente invenciïn y un filamento de

tereftalato de polietileno de 1111 dtex (10000) convencional.

DESCRIPCiïN DE LAS REALIZACIONES PREFERENTES

De acuerdo con una realizaciïn preferente de la presente invenciïn, un monofilamento de tereftalato de polietileno conseguido mediante el procedimiento de la invenciïn y con una viscosidad intrïnseca comprendida entre 0, 8 y 1, 3 da lugar a una curva de tensiïn-deformaciïn que muestra un alargamiento de menos del 2, 5 % a una tensiïn in icial de 1, 764 cN/dtex (2, 0 g/d) , con un valor de mïdulo inicial comprendido entre 70, 56 cN/dtex y 141, 12 cN/dtex (entre 80 y 160 g/d) , un alargamiento del 7, 5 % o menos en un intervalo de tensiïn comprendido entre 1, 764 eN/dtex y 7, 928 eN/dtex (entre 2, 0 g/d Y 9, 0 g/d) , Y un alargamiento de al menos el 2, 0 % o mïs en un intervalo de tensiïn comprendido entre 8, 82 cN/dtex (10, 0 g/d) Yel punto de rotura.

De acuerdo con otra realizaciïn de la invenciïn, el monofila mento de 20 tereftalato de polietileno presenta una densidad lineal comprendida entre 3 y 30 denier.

De acuerdo con otra realizaciïn de la invenciïn, se da a conocer un multifilamento que consiste en un agregado de entre 50 y 40.000 monofilamentos de tereftalato de polietileno.

De acuerdo con otra realizaciïn de la invenciïn, se da a conocer un multifilamento que consiste en un agregado de 192 o 384 monofilamentos de tereftalato de polietileno.

De acuerdo con otra realizaciïn de la invenciïn, el multifilamento presenta una tensiïn comprendida entre 8, 82 cN/dtex y 11, 466 cN/dtex (entre 10 Y 13 g/d) . 30 De acuerdo con otra realizaciïn de la invenciïn, el multifilamento presenta un alargamiento a la rotura de entre el 9, 5 y el 13, 5 %.

La invenciïn proporciona productos industriales tales como una cuerda industrial, un material de refuerzo para la construcciïn, un elemento laminar o un cinturïn de seguridad, todos los cuales comprenden el multifilamento.

De acuerdo con la invenciïn, en el caso de un hilo de tereftalato de polietileno de alta tenacidad utilizado para una cuerda industrial, un material de refuerzo para la construcciïn, un elemento laminar o un cinturïn de seguridad, la curva de tensiïn-deformaciïn del monofilamento de tereftalato de polietileno se ajusta con el fin de minimizar el alargamiento inicial frente al impacto que se produce inicialmente bajo una fuerza externa. La curva de tensiïn-deformaciïn del 5 monofila mento de tereftalato de polietileno medida a temperatura ambiente presenta preferentemente un alargamiento de menos del 2, 5 % a una tensiïn inicial de 1, 764 cN/dtex (2, 0 g/d) , con un valor de mïdulo inicial comprendido entre 70, 56 cN/dtex y 141 , 12 cN/dtex (entre 80 y 160 g/d) , un alargamiento del 7, 5 % o menos en un intervalo de tensiïn comprendido entre 1, 764 cN/dtex y 7, 938 cN/dtex (entre 2, 0 g/d Y 9, 0 g/d) , Y un alargamiento de al menos e12, 0 % o mïs en un intervalo de tensiïn comprendido entre 8, 82 cN/dtex (10, 0 g/d) Y el punto de rotura.

En el caso de utilizarlo como cuerda industrial o material de refuerzo para ta construcciïn, el monofila mento de tereftalato de poJietileno debe tener un atto mïdulo inicial y menos estiramiento bajo la fuerza aplicada inicialmente, de manera que se evite una deformaciïn repentina. Con el fin de obtener dicho material, el monofila mento de tereftalato de polietileno conseguido mediante el procedimiento de la invenciïn presenta preferentemente un alargamiento de menos del 2, 5 % a una tensiïn inicial de 1, 764 cN/dtex (2, 0 g/d) , Y un valor de mïdulo inicial comprendido entre 70, 56 cN/dtex y 141 , 12 cN/dtex (entre 80 y 160 g/d) . Si el

monofila mento presenta un alargamiento del 2, 5 % o mayor a una tensiïn inicial de 1, 764 cN/dtex (2, 0 g/d) , o presenta un menor valor de mïdulo, la deformaciïn repentina del monofilamento hace que sea difïcil obtener un efecto de refuerzo o soporte de la tensiïn.

Ademïs, el monofila mento de tereftalato de polietileno utilizado para la producciïn de tal material presenta preferentemente un alargamiento del 7, 5 % o menos en un intervalo de tensiïn comprendido entre 1, 764 cN/dtex y 7, 938 cN/dtex (entre 2, 0 g/d Y 9, 0 g/d) . Cuando el monofilamento presenta un alargamiento... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la preparaciïn de una pluralidad de monofilamentos

de tereftalato de polietileno que comprende la fusiïn de una pastilla de

5 tereftalato de polietileno que presenta una viscosidad intrinseca

comprendida entre 0, 8 y 1, 3, estando ajustada la temperatura del polïmero

fundido entre 290 y 305 oC, haciendo pasar el polïmero a travïs de una

bomba de engranajes ajustada a una temperatura de entre 295 y 310 oC, e

hilando el polïmero fundido en una hiladora, en la cual el diïmetro de los

10 orificios de la boquilla de la hiladora estï comprendido entre 0, 5 y 0, 8 mm,

mientras que la relaciïn de la longitud al diïmetro (UD) de un orificio de la

hiladora estï comprendida entre 2 y 3, haciendo pasar el hilo hilado desde la

boquilla a travïs de un calentador de campana ajustado a una temperatura

de entre 350 y 400 oC y que se extiende hasta una longitud de entre 320 y

15 500 mm, enfriando rïpidamente el hilo que sale del calentador de campana

en una zona de enfriamiento mediante un aire de alimentaciïn a una

temperatura comprendida entre 15 y 18 oC, estando ajustado el aire de

alimentaciïn entre 0, 7845 y 1, 07873 kPa (entre 80 y 110 mmH20 ) y estando

ajustado el aire de descarga entre 0, 88259 y 1, 17680 kPa (entre 90 y 120

20 mmH20) , engrasando el hilo enfriado, y realizando un estirado primario

inicial y un estirado secundario, en donde las ïreas de contacto entre el hilo

y los cilindros de tracciïn, sobre los cuales se realizan el estirado inicial y el

estirado secundario, se ajustan de tal manera que el ïrea de contacto entre

el hilo y el cilindro de tracciïn para el estirado primario se ajusta entre 4.000

25 y 8.000 rnm2 y el ïrea de contacto entre el hilo y el cilindro de tracciïn para

el estirado secundario se ajusta entre 14.000 y 18.000 mm 2 ,

en donde cada uno de los monofilamentos de tereftalato de polietileno

producidos de esta manera da lugar a una curva de tensiïn-deformaciïn

que muestra un alargamiento de menos del 2, 5 % a una tensiïn inicial de

30 1, 764 cN/dtex (2, 0 g/d) , con un valor de mïdulo inicial comprendido entre

70, 56 eN/dtex y 141 , 12 eN/dtex (entre 80 y 160 g/d) , un alargamiento del 7, 5

% o menos en un intervalo de tensiïn comprendido entre 1, 764 cN/dtex y

7, 938 eN/dtex (entre 2, 0 g/d Y 9, 0 g/d) , Y un alargamiento de al menos el

2, 0 % o mïs en un intervalo de tensiïn comprendido entre 8, 82 cN/dtex

35 (10, 0 g/d) Y el punto de rotura.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que la densidad

lineal del monofilamento de tereftalato de polietileno es de entre 3, 3 a 33, 3 dtex (entre 3 y 30 denier) .