COMPOSICIÓN Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE FIBRAS DE POLIACRILATO RETICULADO CON NANOPARTÍCULAS MINERALES DE ARCILLA DEPURADA.

Composición y procedimiento de obtención de fibras de poliacrilato reticulado con nanoparticulas minerales de arcilla depurada.

Esta invención consigue producías textiles para todo uso y destino con una tintura y teñido homogéneo, mayor resistencia a la tracción o al frote, mayor o mejor elasticidad, elongación, resilencia, dureza, y cohesión, y protección y resistencia frente al fuego por medio de la aplicación de una emulsión purificada de arcillas a base de nanopartículas de filosilicatos de montmorillonita (Na.Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O 10(OH)2·nH2O por medio de un baño acuoso, de una concentración valorada entre 2-10 %, y su procedimiento de obtención a través de las siguientes etapas: 1°). Reticulación de la fibra; 2°). Hidrólisis; 3°). Adición de nanopartículas de dicha emulsión purificada; 4°). Neutralización; 5°). Tintura; 6°). Complexión y 7º). Secado.

Composición y procedimiento de obtención de fibras de poliacrilato reticulado con nanopartículas minerales de arcilla depurada. Sector técnico La invención que se protege en esta Patente de invención consiste en una composición de fibras de poliacrilato reticulado con adición de nanopartículas minerales de arcilla depurada y su procedimiento de obtención.

Se trata, por tanto, de un producto y de su procedimiento de obtención a base de fibras o elementos filiformes artificiales de poliacrilato reticulado que comprende la aplicación de la nanotecnología a través del suministro de finas partículas de arcilla depurada de rangos entre 100 y 2500 nanometros (finas) y entre 1 y 100 nanometros (ultrafinas) , para productos textiles de diverso uso y aplicación (revestimientos, toldos, prendas, etc..) . Técnica anterior La utilización de poliacrilato reticulado en materiales textiles ya es conocido y se encuentra extendido para conseguir y realzar las propiedades térmicas y físicas de estos materiales, por ejemplo, a modo de tejidos absorbentes o revestimientos ignífugos o de insonorización. Sin embargo, la diversidad de composiciones químicas varían y determinan sus propiedades ópticas y su comportamiento mecánico (respuesta a temperaturas, elasticidad, deformación, rigidez, elasticidad, etc..) y, por ende, sus aplicaciones. A tal efecto, con la presente invención se logra un material textil más ventajoso frente a los ya conocidos por razón de sus características funcionales en orden a su comportamiento frente al fuego -resistencia, minoración de humos tóxicos, -y su configuración estética -tintura homogénea -.

En la actualidad, ya se conocen y son utilizados diversos materiales textiles a base de poliacrilato reticulado pero todos ellos presentan inconvenientes tanto operativos como estéticos y también funcionales, muy especialmente porque solamente se obtiene una tintura no homogénea y no distribuida uniformemente. Por lo cual, el uso de los medios ya desarrollados presentan siempre ciertas limitaciones frente a la invención que se presenta. Así, son ya conocidos como alternativas previas y distantes, las invenciones de la Patente Europea EP1568818 de JUAN BATLLE (2005) sobre un procedimiento de fabricación de fibras de poliacrilato reticulado del propio inventor, y la Patente internacional WO2008128660 de MONTEFIBRE (2008) sobre las propiedades ignífugas y partiendo de pigmentación en masa al proceso de reticulación del polímero de poliacrilato.

Estos procedimientos de transformación a base de reticulación provienen desde inicios de la década de los años 1970, desde cuya fecha se han producido una cantidad ínfima a nivel mundial si se compara con otras materias fibrosas para textiles -no más de 60 toneladas anuales -, teniendo en cuenta que toda esa producción se ha destinado a su uso como barreras térmicas o de protección al fuego. Siendo la denominación comercial más usual, la marca comercial TECSTAR de la sociedad POLYACRYLATE.

Esta última patente citada, por su mismo procedimiento químico empleado es muy limitativa y condiciona su obtención a base de cantidades importantes de producción por un color dado, pues además, responde a una etapa concreta y parcial dentro de un proceso general de fabricación.

Los desarrollos técnicos logrados, conocidos y registrados hasta el presente con procedimientos varios diferenciados, resultan con importantes limitaciones estéticas, funcionales y operativas que a pesar de su carácter ignífugo y anti-humos tóxicos impide su utilización en un importante y variado mundo de aplicaciones. Las novedades que se presentan en estos desarrollos primordiales y primigenios del inventor, permiten resolver todos estos inconvenientes. Problema técnico En el sector textil, y en particular de las fibras sintéticas, como es el poliacrilato reticulado resulta un reto constante el lograr materiales de gran resistencia térmica y propiedades químicas y mecánicas para aplicaciones de uso personal (seguridad laboral, bomberos, policía, etc..) y con respecto a la construcción como aislante térmicos o cortafuegos, o incluso de uso alimentario (films antioxidantes de conservación) . Así, las invenciones más recientes no han logrado conseguir superar los retos planteados de un mismo y único procedimiento de obtención de fibras para tantas aplicaciones, ni tampoco el problema de la tintura homogénea de dichas fibras, filamentos o sus hilaturas. Todo ello, por las características innatas de la configuración reticulada y su poca capacidad tintorial. Solución técnica En consecuencia, el empleo innovador de arcilla depurada en modo de nanopartículas minerales y su integración en el proceso de fabricación de fibras y filamentos de poliacrilato reticulado -procedente de poliacrilo nitrilo blanco o coloreado con pigmentos aporta nuevas propiedades mecánicas y químicas a este polímero acrílico, al mismo tiempo que la procedencia pigmentada, no es de gran importancia ya que su tintura podrá ser uniforme y solida. Con este tratamiento se permite incorporar el proceso de tintura con colorantes ácidos premetalizados, obteniendo una tintura uniforme, lo que hasta el presente no se había logrado. Efectos ventajosos

Sin lugar a dudas, la principal ventaja reside en su funcionalidad puesto que si bien las fibras de poliacrilato son básicamente poco combustibles, su tratamiento, su elaboración y su composición con nanopartículas de arcilla depurada aumenta su resistencia al fuego, reduce su área de carbonizado por incrementar el índice de oxígeno necesario para su combustión. Y ello, sin necesidad de añadir retardadores de llama (derivados fosfatados y compuestos halogenados) , con su consiguiente ventaja económica y ecológica.

Asimismo, técnicamente, el producto resultante a base de arcilla depurada observa y cumple con las especificaciones de estándares y test de las normas ASTM e ISO relativas a propiedades térmicas y químicas de textiles.

Otra característica fundamental de la infiltración de las nanopartículas de arcilla depurada en el poliacrilato reticulado es que favorece la creación de un sustrato que garantiza las condiciones homogéneas y uniforme de los pigmentos y colorantes, sin necesidad de ligantes ni aditivos químicos, ni de tratamientos químicos complejos.

Todo ello contribuye a dotar de mejores resultados a las aplicaciones textiles donde se incorpora la invención: para todo tipo de textiles convencionales (tintura y teñido homogéneo, mayor resistencia a la tracción o al frote; mayor o mejor elasticidad, elongación, resilencia, dureza, y cohesión) . Y en particular, para aplicaciones en textiles para la protección y resistencia frente al fuego mejorando su confort; para textiles absorbentes de humedad; textiles aislantes de altas temperaturas; textiles que minimizan humos o su toxicidad; y tejidos de protección de alimentos con propiedades antibacterianas e inhibidoras de oxígeno que aplazan su caducidad, que no se dan en los medios ya conocidos, Modo de realizar la invención Con referencia a la invención que se describe, se parte de una fibra acrílica como precursor, en cable o bien cortada en forma de floca, en crudo o teñida en masa con determinados pigmentos, obtenida por cualquier procedimiento utilizado por los distintos productores existentes en el mercado. Desarrollándose y procediendo a las siguientes fases sucesivas del proceso industrial:

1º) . Reticulación de la fibra: Se aplica una solución de hidrato de hidracina o bien de sulfato de Hidroxilamina en función de rangos de concentración valorada de entre 5-20%, siendo preferente la formulación 7-14%, a una temperatura comprendida entre 70-150ºC, siendo preferente la graduación 80-120ºC para el supuesto de empleo de hidrato de hidracina. Mientras que empleando la solución de sulfato de Hidroxilamina, ha de añadirse un 2% de concentración de hidrógeno fosfato con tiempo y temperaturas de trabajo de 2 horas a temperatura de 100ºC.

2º) . Hidrólisis: Se efectúa una hidrólisis con solución de sosa caustica (Hidróxido de Sodio) en concentración valorada entre 1-8%, siendo preferente 3-6%.

3º) . Adición de nanopartículas: Posteriormente a la etapa de hidrólisis, y antes de la neutralización, se produce el suministro de una emulsión purificada de arcillas a base de nanopartículas de filosilicatos tipo montmorillonita (Na, Ca) 0.33 (Al, Mg) 2 (Si4O10) (OH) 2 ·nH2O por medio de un baño acuoso, de entre 210% de concentración valorada, siendo preferente el rango 4-6%. En esta fase el polímero se encuentra en posición receptiva y adecuada para la captación de las... [Seguir leyendo]

1. Composición de fibras de poliacrilato reticulado con nanopartículas minerales de arcilla depurada para fibras acrílicas en cable, o bien cortada en forma de floca, en crudo o teñida en masa con determinados pigmentos con tintado homogéneo caracterizado porque comprende una emulsión purificada de arcillas a base de nanopartículas de filosilicatos de montmorillonita (Na, Ca) 0.33 (Al, Mg) 2 (Si4O10) (OH) 2 ·nH2O por medio de un baño acuoso, de una concentración valorada entre 2-10%.

2. Procedimiento de obtención de fibras de poliacrilato reticulado con nanopartículas minerales de arcilla depurada para fibras acrílicas en cable, o bien cortada en forma de floca, en crudo o teñida en masa con determinados pigmentos con tintado homogéneo caracterizado porque comprende las fases sucesivas: 1º) . Reticulación de la fibra: Se aplica una solución de hidrato de hidracina en función de rangos de concentración valorada de entre 5-20%, a una temperatura comprendida entr.

70. 150ºC; 2º) . Hidrólisis: Se efectúa una hidrólisis con solución de sosa caústica (Hidróxido de Sodio) con una concentración valorada entre 1-8%; 3º) . Adición de nanopartículas: Se suministra una emulsión purificada de arcillas a base de nanopartículas de filosilicatos de montmorillonita (Na, Ca) 0.33 (Al, Mg) 2 (Si4O10) (OH) 2 ·nH2O por medio de un baño acuoso, de una concentración valorada entre 2-10%; 4º) . Neutralización: Se realiza un tratamiento de una solución valorada de ácido sulfúrico,

o clorhídrico, o nítrico, u otros ácidos de similares características a razón de una concentración valorada entre 3-8% y durant.

4. 90 minutos, para obtener un pH de la fibra de valores entre 4 y 7, preferentemente 4 sí se destina a tintura, y 6 si no es necesaria una tintura convencional; 5º) . Tintura: Opcionalmente, si se requieren productos tintados en cualquier color, se emplea un tratamiento de autoclave con colorantes solubles ácidos con ayuda de un igualador y a temperatura de 105ºC y valores de pH entre 3-5 dependiendo de la intensidad del color; 6º) . Complexión: En función de usos y destino, y de tipo de tejido, pueden ser necesarios la adición de sales metálicas de diversa naturaleza a través de un tratamiento de autoclave a 100ºC entr.

3. 90 minutos, en concentraciones valoradas entre 1-8%, preferentemente 2-5%, y 7º) . Secado: Finalmente, se realiza la deshidratación de la fibra

o filamento mediante un secado en aire caliente. Y, se embala para su almacenaje, expedición y transporte.

3. Procedimiento de obtención de fibras de poliacrilato reticulado con nanopartículas minerales de arcilla depurada para fibras acrílicas en cable, o bien cortada en forma de floca, en crudo o teñida en masa con determinados pigmentos para su tintado homogéneo conforme a la Reivindicación 2 caracterizado porque en la fase de Reticulación de la fibra puede sustituirse el hidrato de hidracina empleando una solución de sulfato de Hidroxilamina, por lo que ha de añadirse una concentración valorada de un 2% de hidrógeno fosfato con tiempo y temperaturas de trabajo de 2 horas a temperatura de 100ºC.