BR112014008021B1 - Fibra bicomponente e pano - Google Patents

Abstract

FIBRA BICOMPONENTE, PANO, PANO NÃO-TECIDO E ARTIGO ABSORVENTE DE HIGIENE. A presente invenção provê fibras bicomponente e panos preparados com as mesmas. A fibra bicomponente, de acordo com a presente invenção, compreende: (a) de 5 a 95 por cento em peso de um primeiro componente compreendendo pelo menos um ou mais primeiros polímeros, com base no peso total da fibra bicomponente; (b) de 5 a 95 por cento em peso de um segundo componente compreendendo pelo menos uma composição de polímero à base de etileno, com base no peso total da fibra bicomponente, sendo que dita composição de polímero à base de etileno compreende: (i) uma quantidade igual ou menor que 100 por cento em peso das unidades derivadas de etileno; e (ii) uma quantidade menor que 30 por cento em peso de unidades derivadas de um ou mais comonômeros de (Alfa)-olefina; sendo que dita composição de polímero à base de etileno é caracterizada por ter uma Constante de Distribuição de Comonômero na faixa de mais que 100 a 400, uma insaturação vinílica inferior a 0,1 vinila por mil átomos de carbono presentes na cadeia principal da composição de polímero à base de etileno; uma relação de viscosidade a cisalhamento zero (ZSVR) na faixa de 1 a menos (...).

Description

Campo técnico

[0001] A presente invenção refere-se a fibras bicomponente e a panos produzidos com as mesmas. Estado da Técnica

[0002] O uso de composições poliméricas, tais como poliolefinas na produção de fibras é geralmente conhecido. Poliolefinas representativas incluem, embora não se restrinjam a composições à base de polipropileno. Essas fibras podem ser formadas em panos, como por exemplo, não panos e pano não-tecidos. Diferentes técnicas podem ser empregadas para formar esses panos. Essas técnicas são geralmente conhecidas pelos habilitados na técnica.

[0003] Apesar dos esforços de pesquisa para desenvolver composições adequadas para fibras, ainda existe a necessidade de fibras bicomponente compreendendo uma composição de polímero à base de etileno, provendo processabilidade melhorada e facilitando ao mesmo tempo a produção de pano não-tecidos com propriedades melhoradas, tais como maciez e drapeabilidade.

Sumário da Invenção

[0004] A presente invenção provê fibras bicomponente e panos produzidos com as mesmas.

[0005] Em uma concretização, a presente invenção provê uma fibra bicomponente compreendendo: (a) de 5 a 95 por cento em peso de um primeiro componente compreendendo pelo menos um ou mais primeiros polímeros, com base no peso total da fibra bicomponente; (b) de 5 a 95 por cento em peso de um segundo componente compreendendo pelo menos uma composição de polímero à base de etileno, com base no peso total da fibra bicomponente, sendo que dita composição de polímero à base de etileno compreende: (i) uma quantidade igual ou menor que 100 por cento em peso das unidades derivadas de etileno; e (ii) uma quantidade menor que 30 por cento em peso de unidades derivadas de um ou mais comonômeros de α-olefina; sendo que dita composição de polímero à base de etileno é caracterizada por ter uma Constante de Distribuição de Comonômero na faixa de mais que 100 a 400, uma insaturação vinílica inferior a 0,1 vinila por mil átomos de carbono presentes na cadeia principal da composição de polímero à base de etileno; uma relação de viscosidade a cisalhamento zero (ZSVR) na faixa de 1 a menos que 2; uma densidade na faixa de 0,920 a 0,970 g/cm3, um índice de fusão (I2) na faixa de 10 a 40 g/10 minutos, uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) na faixa de 1,8 a 3,0, e uma distribuição de peso molecular (Mz/Mn) na faixa de menos que 2; e sendo que dita fibra bicomponente tem um denier por filamento na faixa de 0,5 a 10g/9000 m.

[0006] Em outra concretização alternativa, a presente invenção provê ainda um pano compreendendo uma ou mais fibras bicomponente, conforme acima descrito.

[0007] Em uma concretização alternativa, a presente invenção provê uma fibra bicomponente, e panos preparados com a mesma, de acordo com qualquer uma das concretizações anteriores, com exceção de que a fibra bicomponente tem a configuração de bainha/núcleo, ilhas no mar, torta segmentada ou suas combinações.

[0008] Em uma concretização alternativa, a presente invenção provê panos, de acordo com qualquer uma das concretizações anteriores, com exceção de que o pano é um pano não-tecido.

Descrição Detalhada da Invenção

[0009] A presente invenção provê fibras bicomponente e panos preparados com as mesmas. As fibras bicomponente, de acordo com a presente invenção, compreendem: (a) de 5 a 95 por cento em peso de um primeiro componente compreendendo pelo menos um ou mais primeiros polímeros, com base no peso total da fibra bicomponente; (b) de 5 a 95 por cento em peso de um segundo componente compreendendo pelo menos uma composição de polímero à base de etileno, com base no peso total da fibra bicomponente, sendo que dita composição de polímero à base de etileno compreende: (i) uma quantidade igual ou menor que 100 por cento em peso das unidades derivadas de etileno; e (ii) uma quantidade menor que 30 por cento em peso de unidades derivadas de um ou mais comonômeros de α-olefina; sendo que dita composição de polímero à base de etileno é caracterizada por ter uma Constante de Distribuição de Comonômero na faixa de mais que 100 a 400, uma insaturação vinílica inferior a 0,1 vinila por mil átomos de carbono presentes na cadeia principal da composição de polímero à base de etileno; uma relação de viscosidade a cisalhamento zero (ZSVR) na faixa de 1 a menos que 2; uma densidade na faixa de 0,920 a 0,970 g/cm3, um índice de fusão (I2) na faixa de 10 a 40 g/10 minutos, uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) na faixa de 1,8 a 3,0, e uma distribuição de peso molecular (Mz/Mn) na faixa de menos que 2; e sendo que dita fibra bicomponente tem um denier por filamento na faixa de 0,5 a 10g/9000 m.

[0010] As fibras bicomponente da invenção compreendem de 5 a 95, por exemplo, de 50 a 95 ou alternativamente de 50 a 80, ou alternativamente, de 60 a 80 por cento em peso de um primeiro componente compreendendo composições de pelo menos um ou mais primeiro polímero, com base no peso total da fibra bicomponente. Tais composições de um ou mais primeiros polímeros incluem, embora não se restrinjam a polímeros à base de propileno, tais como interpolímeros (incluindo copolímeros) de propileno e uma ou mais α-olefinas, ou homopolímeros de propileno e polímeros à base de poliéster. As composições de um ou mais primeiros polímeros podem também compreender componentes adicionais, tais como um ou mais aditivos. Tais aditivos incluem, embora não se restrinjam a agentes antiestáticos, intensificadores de cor, corantes, lubrificantes, cargas/enchimentos, tais como TiO2 ou CaCO3, opacificantes, nucleantes, auxiliares de processamento, pigmentos, antioxidantes primários, antioxidantes secundários, auxiliares de processamento, estabilizantes UV, antibloqueadores, agentes deslizantes, promotores de pega, retardantes de chama, agentes antimicrobianos, agentes redutores de odor, agentes antifúngicos, e suas combinações. As composições de um ou mais primeiros polímeros podem conter de cerca de 0,01 a cerca de 10 por cento em peso combinado de tais aditivos, com base no peso da composição de polímero à base de etileno, incluindo tais aditivos.

[0011] As fibras bicomponente da invenção compreendem de 5 a 95, por exemplo, de 5 a 50, ou alternativamente, de 20 a 50, ou alternativamente de 20 a 40 por cento em peso de um segundo componente compreendendo pelo menos uma composição de polímero à base de etileno, com base no peso total da fibra bicomponente.

[0012] A composição de polímero à base de etileno compreende (a) quantidade igual ou menor que 100 por cento, por exemplo, de pelo menos 70 por cento, ou de pelo menos 80 por cento, ou de pelo menos 90 por cento em peso das unidades derivadas de etileno; e (b) menos que 30 por cento, por exemplo, menos que 25 por cento, ou menos que 20 por cento, ou menos que 10 por cento em peso de unidades derivadas de um ou mais comonômeros de α-olefina. O termo “composição de polímero à base de etileno” refere-se a um polímero que contém mais de 50 moles por cento de monômero de etileno polimerizado (com base na quantidade total de monômeros polimerizáveis) e, opcionalmente, pode conter pelo menos um comonômero.

[0013] Os comonômeros de α-olefina tipicamente não possuem mais que 20 átomos de carbono. Por exemplo, os comonômeros de α-olefina podem preferivelmente ter de 3 a 10 átomos de carbono, e mais preferivelmente de 3 a 8 átomos de carbono. Comonômeros de α-olefina representativos incluem, embora não se restrinjam a propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1- hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno, e 4-metil-1-penteno. O um ou mais comonômeros de α-olefina podem, por exemplo, ser selecionados do grupo consistindo de propileno, 1-buteno, 1- hexeno, e 1-octeno; ou alternativamente, do grupo consistindo de 1-hexeno e 1-octeno.

[0014] A composição de polímero à base de etileno é caracterizada por ter uma Constante de Distribuição de Comonômero na faixa de mais que 100 a 400, por exemplo, de 100 a 300, ou de 100 a 200.

[0015] A composição de polímero à base de etileno é caracterizada por ter uma relação de viscosidade a cisalhamento zero (ZSVR) na faixa de 1 a menor que 2, por exemplo, de 1 a 1,9, ou de 1 a 1,8 ou de 1 a 1,7.

[0016] A composição de polímero à base de etileno tem uma densidade na faixa de 0,920 a 0,970 g/cm3. Por exemplo, a densidade pode situar-se em um limite mínimo de 0,920, 0,930, ou a 0,940 a um limite máximo de 0,935, 0,940, 0,945, 0,950, 0,955 ou 0,970 g/cm3.

[0017] A composição de polímero à base de etileno tem uma distribuição de peso molecular (Mw/Mz) na faixa de 1,8 a 3,0. Por exemplo, a distribuição de peso molecular (Mw/Mn) pode situar-se em um limite mínimo de 1,8, 2, 2,1 ou 2,2, a um limite máximo de 2,5, 2,7, 2,9 ou 3,0.

[0018] A composição de polímero à base de etileno tem um índice de fusão (I2) na faixa de 10 a 40g/10 minutos. Por exemplo, o índice de fusão (I2) pode situar-se em um limite mínimo de 10, 12, 15, 16, 17, 18 ou 20g/10 minutos a um limite máximo de 18, 20, 24, 26, 28, 30 ou 35g ou 40g/10 minutos.

[0019] A composição de polímero à base de etileno tem um peso molecular (Mw) na faixa de 15.000 a 150.000 daltons. Por exemplo, o peso molecular (Mw) pode situar-se em um limite mínimo de 15.000, 20.000 ou 30.000 daltons, a um limite máximo de 100.000, 120.000 ou 150.000 daltons.

[0020] A composição de polímero à base de etileno tem uma distribuição de peso molecular (Mz/Mw) na faixa de menos que 3, por exemplo, menos que 2, ou de 1 a 2.

[0021] A composição de polímero à base de etileno tem uma insaturação vinílica menor que 0,1 vinilas por mil átomos de carbono presentes na cadeia principal da composição de polímero à base de etileno. Por exemplo, a insaturação vinílica menor que 0,08, menos que 0,06, menor que 0,04, menor que 0,02, menor que 0,01 ou menor que 0,001 vinilas por mil átomos de carbono presentes na cadeia principal da composição de polímero à base de etileno.

[0022] Em outra concretização, a composição de polímero à base de etileno compreende uma quantidade igual ou menor que 100 partes, por exemplo, menor que 10 partes, menor que 8 partes, menor que 5 partes, menor que 4 partes, menor que 1 parte, menor que 0,5 parte ou menor que 0,1 parte em peso de resíduos de complexo metálico, remanescentes de um sistema catalítico compreendendo um complexo metálico de um ariloxiéter polivalente por um milhão de partes da composição de polímero à base de etileno. Os resíduos de complexo metálico remanescentes do sistema catalítico compreendendo um complexo metálico de um ariloxiéter polivalente na composição de polímero à base de etileno podem ser medidos através de fluorescência de raios X (XRF), calibrada segundo padrões de referência. Os grânulos de resina polimérica podem ser moldados por compressão à temperatura elevada em placas com espessura de cerca de 3/8 de uma polegada para medição por raios X em um método preferido. A concentrações muito baixas de complexo metálico, tal como inferior a 0,1 ppm, ICP-AES seria um método adequado para determinar resíduos de complexo metálico presentes na composição polimérica à base de etileno.

[0023] A composição de polímero à base de etileno pode ainda compreender componentes adicionais, tais como um ou mais polímeros e/ou um ou mais aditivos. Tais aditivos incluem, embora não se restrinjam a agentes antiestáticos, intensificadores de cor, corantes, lubrificantes, cargas/enchimentos, tais como TiO2 ou CaCO3, opacificantes, nucleantes, auxiliares de processamento, pigmentos, antioxidantes primários, antioxidantes secundários, auxiliares de processamento, estabilizantes UV, antibloqueadores, agentes deslizantes, promotores de pega, retardantes de chama, agentes antimicrobianos, agentes redutores de odor, agentes antifúngicos, e suas combinações. A composição de polímero à base de etileno pode conter de cerca de 0,01 a cerca de 10 por cento em peso combinado de tais aditivos, com base no peso da composição de polímero à base de etileno, incluindo tais aditivos.

[0024] Em uma concretização, a composição de polímero à base de etileno tem um perfil de distribuição de comonômero compreendendo uma distribuição monomodal ou uma distribuição bimodal na faixa de temperatura de 35°C a 120°C, excluindo purga.

[0025] Quaisquer processos de reação de (co)polimerização de etileno convencionais podem ser empregados para produzir a composição de polímero à base de etileno. Tais processos de reação de (co)polimerização de etileno convencionais incluem, embora não se restrinjam a processo de polimerização em fase gasosa, processo de polimerização em fase pastosa, processo de polimerização em fase em solução, e suas combinações, utilizando um ou mais reatores convencionais, por exemplo, reatores de fase gasosa de leito fluidificado, reatores de laço, reatores de tanque agitado, reatores de batelada em paralelo, série, e/ou qualquer combinação dos mesmos.

[0026] Em uma primeira concretização, o polímero à base de etileno é preparado via processo que compreende as etapas de: (a) polimerizar etileno e opcionalmente uma ou mais α- olefinas na presença de um primeiro catalisador para formar um polímero semicristalino à base de etileno, em um primeiro reator ou a primeira parte de um reator de múltiplas partes; e (b) reagir etileno recentemente suprido e opcionalmente uma ou mais α-olefinas, na presença de um segundo catalisador compreendendo um catalisador organometálico, formando assim uma composição de polímero à base de etileno em pelo menos outro reator ou a última parte de um reator de partes múltiplas, onde pelo menos um dos sistemas catalíticos na etapa (a) ou (b) compreende um complexo metálico de um ariloxiéter polivalente correspondendo à fórmula:

onde M3 é Ti, Hf ou Zr, preferivelmente Zr. Ar4 é independentemente em cada ocorrência um grupo arila C920 substituído, onde os substituintes, independentemente em cada ocorrência, são selecionados do grupo consistindo de grupos alquila; cicloalquila; e arila; e seus derivados substituídos com halo, triidrocarbilsilila e haloidrocarbila, contanto que pelo menos um substituinte seja desprovido de coplanaridade com o grupo arila ao qual está ligado; T4 é, independentemente em cada ocorrência, um grupo alquileno, cicloalquileno ou cicloalquenileno C2-20, ou um derivado do mesmo inertemente substituído; R21 é, independentemente em cada ocorrência, hidrogênio, grupo halo, hidrocarbila, triidrocarbilsilila, triidrocarbilsililhidrocarbila, alcoxi ou di(hidrocarbil)amino com até 50 átomos não contando o hidrogênio; R3 é, independentemente em cada ocorrência, hidrogênio, halo, hidrocarbila, triidrocarbilsilila, triidrocarbilsililhidrocarbila, alcoxi ou amino com até 50 átomos não contando o hidrogênio, ou dois grupos R3 no mesmo anel de arileno juntos ou um grupo R3 e R21 no mesmo ou num anel de arileno diferente juntos formam um grupo ligante divalente ligado ao grupo arileno em duas posições ou unem dois anéis de arileno diferentes; e RD é, independentemente em cada ocorrência, grupo halo ou hidrocarbila ou triidrocarbilsilila com até 20 átomos não contando hidrogênio, ou 2 grupos RD juntos são um grupo hidrocarbileno, hidrocarbadiila, dieno, ou poli(hidrocarbil)silileno.

[0027] A composição de polímero à base de etileno pode ser produzida via polimerização em solução, de acordo com o processo representativo a seguir. Todas as matérias primas (etileno, 1-octeno) e o solvente do processo (um solvente isoparafínico de alta pureza com faixa de ebulição estreita, comercializado sob a marca Isopar E pela ExxnonMobil Corporation) são purificadas com crivos moleculares antes da introdução em um ambiente de reação. O hidrogênio é suprido em cilindros pressurizados com alto grau de pureza, não sendo adicionalmente purificado. A corrente de alimentação de monômero ao reator (etileno) é pressurizada via compressor mecânico a uma pressão acima da pressão de reação, próxima a 5171,07 kPag (750 psig). A alimentação de solvente e de comonômero (1-octeno) é pressurizada via bomba de deslocamento mecânico positivo, a uma pressão acima da pressão de reação, aproximadamente 5171,07 kPag (750 psig). Os componentes catalíticos individuais são manualmente diluídos em batelada a concentrações de componente especificadas com solvente purificado (Isopar E) e pressurizadas a uma pressão acima da pressão de reação, aproximadamente 5171,07 kPag (750 psig). Todos os fluxos de alimentação de reação são medidos com fluxômetros de massa independentemente controlados com sistemas de controle de válvula computadorizados automatizados.

[0028] O sistema de reator de polimerização em solução contínua consiste de dois laços cheios de líquido, não- adiabáticos, isotérmicos, circulantes e independentemente controlados, numa configuração em série. Cada reator possui controle independente de todas as alimentações frescas de solvente, monômero, comonômero, hidrogênio e componente catalisador. A alimentação combinada de solvente, monômero, comonômero e hidrogênio para cada reator tem a temperatura independentemente controlada numa faixa entre 5oC a 50oC e tipicamente 40oC passando pela corrente de alimentação através de um trocador de calor. A alimentação de monômero fresco para os reatores de polimerização pode ser manualmente alinhada para adicionar comonômero a uma de três opções seguintes: o primeiro reator, o segundo reator ou o solvente comum e então repartir entre dois reatores de forma proporcional à divisão da alimentação de solvente. A alimentação fresca total para cada reator de polimerização é injetada no reator em dois locais por reator, com volumes de reator aproximadamente iguais entre cada local de injeção. A alimentação fresca é controlada tipicamente com cada injetor recebendo metade do fluxo de massa da alimentação fresca total. Os componentes catalisadores são injetados no reator de polimerização através de dispositivos de injeção especialmente projetados, e são, cada qual separadamente, injetados no mesmo local relativo do reator sem tempo de contato antes do reator. A alimentação de componente catalisador primária é controlada por computador para manter a concentração de monômero do reator dentro de uma meta especificada. Os dois componentes cocatalisadores são alimentados com base em razões molares especificadas calculadas para o componente catalisador primário. Imediatamente após cada local de injeção fresca (seja alimentação ou catalisador), as correntes de alimentação são misturadas com os conteúdos do reator de polimerização circulante com elementos estáticos de mistura. Os conteúdos de cada reator são continuamente circulados através de trocadores de calor responsáveis por remover a maior parte do calor de reação e com a temperatura da lateral refrigerante sendo responsável por manter o ambiente de reação isotérmico à temperatura especificada. A circulação em torno de cada laço de reator é provida por uma bomba espiral. O efluente do primeiro reator de polimerização (contendo solvente, monômero, comonômero, hidrogênio, componentes catalisadores, e polímero fundido) deixa o primeiro laço do reator, passando por uma válvula de controle (responsável por manter a pressão do primeiro reator dentro de uma meta especificada) e é injetado no segundo reator de polimerização de desenho similar. À medida que a corrente egressa do reator, ela é contatada com um agente desativador, por exemplo, água, para interromper a reação. Além disso, vários aditivos, tais como antioxidantes, podem ser adicionados neste momento. A corrente então prossegue para outro conjunto de elementos de mistura estáticos para dispersar uniformemente o agente desativador catalítico e os aditivos.

[0029] Após adição do aditivo, o efluente (contendo solvente, monômero, comonômero, hidrogênio, componentes catalisadores, e polímero fundido) passa por um trocador de calor para elevar a temperatura da corrente em preparação para separar o polímero dos outros componentes de reação com pontos de ebulição mais baixos. A corrente então ingressa em um sistema de separação e desvolatização em dois estágios, onde o polímero é removido do solvente, hidrogênio e monômero e comonômero não reagidos. A corrente reciclada é purificada antes de ingressar novamente no reator. O fundido polimérico separado e desvolatizado é bombeado através de uma matriz especialmente projetada para peletização submersa, cortado em pelotas sólidas e uniformes, secado e transferido para um funil/tremonha.

[0030] Em uma concretização, o reator de polimerização em fase gasosa é um reator de polimerização contínua, compreendendo uma ou mais correntes de alimentação. No reator de polimerização, a uma ou mais correntes de alimentação são combinadas, e o gás compreendendo etileno e, opcionalmente, um ou mais comonômeros, por exemplo, uma ou mais α-olefinas, são escoadas ou processadas em ciclos continuamente pelo reator de polimerização por quaisquer meios apropriados. O gás compreendendo etileno e opcionalmente um ou mais comonômeros, por exemplo, uma ou mais α-olefinas, podem ser alimentados por uma placa distribuidora para fluidificar o leito em um processo de fluidificação contínua.

[0031] Em produção, o sistema catalítico metalocênico à base de háfnio, incluindo um cocatalisador, conforme adiante descrito em mais detalhes, etileno, opcionalmente um ou mais comonômeros de alfa-olefina, hidrogênio, opcionalmente um ou mais gases e/ou líquidos inertes, por exemplo, N2, isopentano, e hexano e opcionalmente um ou mais aditivos de continuidade, por exemplo, estearil amina etoxilada ou diestearato de alumínio ou suas combinações, são continuamente alimentados para um reator, por exemplo, um reator de fase gasosa em leito fluidificado. O reator pode estar em comunicação de fluido com um ou mais tanques de descarga, tanques de compensação, tanques de purga, e/ou compressores de reciclagem. A temperatura no reator está tipicamente na faixa de 70 a 115°C, preferivelmente de 75 a 110°C, mais preferivelmente de 75 a 100°C e a pressão está na faixa de 1519,88 a 3039,75 kPa (15 a 30 atm), preferivelmente de 1722,53 a 2634,45 kPa (17 a 26 atm). Uma placa distribuidora no fundo do leito de polímero provê um fluxo uniforme da corrente de fluxo ascendente de monômero, comonômero e gases inertes. Um agitador mecânico pode também ser provido para facilitar o contato entre as partículas sólidas e a corrente de gás de comonômero. O reator cilíndrico vertical de leito fluidificado pode ter o formato de bulbo no topo para facilitar a redução de velocidade de gás; assim, permite que o polímero granular se separe dos gases de fluxo ascendente. Os gases não reagidos são então resfriados para remover o calor de polimerização, recomprimidos, e então reciclados para o fundo do reator. Após os hidrocarbonetos residuais serem removidos, e a resina ser transportada sob N2 para uma caixa de purga, umidade pode ser introduzida para reduzir a presença de quaisquer reações catalisadas residuais com O2 antes que a composição de polímero à base de etileno seja exposta ao oxigênio. A composição de polímero à base de etileno pode então ser transferida para uma extrusora para ser peletizada. Tais técnicas de peletização são geralmente conhecidas. A composição de polietileno linear de baixa densidade pode também ser filtrada sob fusão. Após o processo de fusão na extrusora, a composição fundida é passada por uma ou mais peneiras/filtros ativos, posicionados em série de mais de um, com cada peneira/filtro ativo tendo um tamanho de retenção micrônico de cerca de 2μ m a cerca de 400μ m (2 a 4 x 10-5m), e preferivelmente de cerca de 2μ m a cerca de 300μ m (2 a 3 x 10-5) e o mais preferivelmente de cerca de 2μ m a cerca de 70μ m (2 a 7 x 10-6m), a um fluxo de massa de cerca de 5 a cerca de 1,0 a cerca de 20 kg/m2 (100 lb/h/polegada quadrada ). Essa filtragem sob fusão adicional é descrita na patente norte- americana No. 6.485.662, aqui incorporada por referência na medida em que descreve a filtragem sob fusão.

[0032] Em uma concretização de um reator de leito fluidificado, uma corrente de monômero é passada para uma seção de polimerização. O reator de leito fluidificado pode incluir uma zona de reação em comunicação de fluido com uma zona de redução de velocidade. A zona de reação inclui um leito de partículas móveis de polímero, partículas formadas de polímero e partículas de composição catalisadora, fluidificadas pelo fluxo contínuo de componentes gasosos polimerizáveis e modificadores na forma de alimentação de compensação e fluido de reciclagem pela zona de reação. Preferivelmente, a alimentação de composição inclui monômero polimerizável, o mais preferivelmente etileno e opcionalmente um ou mais comonômeros de α-olefina, e pode também incluir agentes de condensação como é conhecido no estado da técnica, e descrito, por exemplo, nas patentes norte-americanas Nos. 4.543.399, 5.405.922, e 5.462.999.

[0033] O leito fluidificado tem a aparência geral de uma massa densa de partículas individualmente móveis, preferivelmente partículas de polietileno, geradas pela percolação de gás ao longo do leito. A queda de pressão ao longo do leito é igual ou ligeiramente maior que o peso do leito, dividida pela área transversal. Depende, pois, da geometria do reator. Para manter um leito fluidificado viável na zona de reação, a velocidade de gás superficial ao longo do leito deve exceder o fluxo mínimo necessário para fluidificação. Preferivelmente, a velocidade de gás superficial é pelo menos duas vezes a velocidade de fluxo mínima. Geralmente, a velocidade de gás superficial não excede 1,5 m/s e geralmente não mais que 0,76 pés/s é suficiente.

[0034] Em geral, a relação altura/diâmetro da zona de reação pode variar na faixa de cerca de 2:1 a cerca de 5:1. A faixa, obviamente, pode variar em relações maiores ou menores e depende da capacidade de produção desejada. A área transversal da zona de redução de velocidade está tipicamente na faixa de cerca de 2 a cerca de 3, multiplicada pela área transversal da zona de reação.

[0035] A zona de redução de velocidade tem um diâmetro interno maior que a zona de reação e pode ter formato conicamente afunilado. Como o nome sugere, a zona de redução de velocidade reduz a velocidade do gás devido à área transversal aumentada. Essa redução na velocidade do gás libera as partículas arrastadas para dentro do leito, reduzindo a quantidade de partículas que escoam do reator. O gás que egressa do topo do reator é a corrente de gás de reciclagem.

[0036] A corrente de reciclagem é comprimida em um compressor e então passada por uma zona de troca de calor, onde o calor é removido antes que a corrente retorne ao leito. A zona de troca de calor é tipicamente um trocador de calor, que pode ser do tipo horizontal ou vertical. Se desejado, vários trocadores de calor podem ser empregados para reduzir a temperatura da corrente de gás de ciclagem em estágios. É também possível posicionar o compressor a jusante do trocador de calor ou em um ponto intermediário entre vários trocadores de calor. Após resfriamento, a corrente de reciclagem é retornada ao reator através de uma linha de entrada de reciclagem. A corrente de reciclagem resfriada absorve o calor de reação gerado pela reação de polimerização.

[0037] Preferivelmente, a corrente de reciclagem é devolvida para o reator e para o leito fluidificado, através de uma placa distribuidora de gás. Um defletor de gás é preferivelmente instalado na entrada do reator para evitar decantação e aglomeração de partículas poliméricas contidas em uma massa sólida e para impedir acúmulo de líquido no fundo do reator, bem como para facilitar transições entre processos que contenham ou não líquido na corrente de gás de ciclagem e vice-versa. Tais defletores são descritos nas patentes norte-americanas Nos. 4.933.149 e 6.627.713.

[0038] O sistema catalítico à base de háfnio utilizado no leito fluidificado é preferivelmente armazenado para ser usado em um reservatório sob manta de gás, que é inerte ao material armazenado, tal como nitrogênio ou argônio. O sistema catalítico à base de háfnio pode ser adicionado ao sistema de reação, ou reator, em qualquer ponto e através de qualquer meio apropriado, sendo preferivelmente adicionado ao sistema de reação diretamente no leito fluidificado ou a jusante do último trocador de calor, ou seja, o trocador mais distante a jusante em relação ao fluxo, na linha de reciclagem, quando então o ativador é alimentado no leito ou linha de reciclagem a partir de um dispensador. O sistema catalítico à base de háfnio é injetado no leito em um ponto acima da placa distribuidora. Preferivelmente, o sistema catalítico à base de háfnio é injetado em um ponto no leito em que ocorra uma boa mistura com partículas de polímero. A injeção de sistema catalítico à base de háfnio em um ponto acima da placa distribuidora facilita a operação de um reator de polimerização de leito fluidificado.

[0039] Os monômeros podem ser introduzidos na zona de polimerização de várias formas, inclusive, embora não restritas a, injeção direta através de um bocal para o leito ou linha de gás de ciclagem. Os monômeros podem também ser pulverizados no topo do leito através de um bocal posicionado acima do leito, o que pode ajudar a eliminar algum resíduo de finos pela corrente de gás de ciclagem.

[0040] O fluido de compensação pode ser alimentado para o leito através de uma linha separada até o reator. A composição da corrente de compensação é determinada por um analisador de gás. O analisador de gás determina a composição da corrente de reciclagem e a composição da corrente de compensação é ajustada para manter uma composição gasosa essencialmente em estado constante na zona de reação. O analisador de gás pode ser um analisador de gás convencional que determine a composição da corrente de reciclagem para manter as relações de componentes da corrente de alimentação. Tais equipamentos estão disponíveis no mercado, sendo fornecidos por várias fontes. O analisador de gás é tipicamente posicionado para receber gás de um ponto de amostragem localizado entre a zona de redução de velocidade e o trocador de calor.

[0041] A taxa de produção de composição de polímero à base de etileno pode ser convenientemente controlada ajustando-se a taxa de injeção de composição catalisadora, injeção de ativador, ou ambas. Uma vez que qualquer alteração na taxa de injeção da composição catalisadora alterará a taxa de reação e, consequentemente, a taxa na qual o calor é gerado no leito, a temperatura da corrente de reciclagem que ingressa no reator é ajustada para acomodar qualquer alteração na taxa de geração de calor. Isso garante a manutenção de uma temperatura essencialmente constante no leito. A instrumentação completa tanto do leito fluidificado como do sistema de resfriamento da corrente de reciclagem, obviamente, é útil para detectar qualquer alteração de temperatura no leito, permitindo que o operador ou um sistema de controle automático convencional faça um ajuste adequado na temperatura da corrente de reciclagem.

[0042] Sob um determinado conjunto de condições operacionais, o leito fluidificado é mantido a uma altura essencialmente constante, removendo-se uma porção do leito como produto na taxa de formação do produto polimérico particulado. Uma vez que a taxa de geração de calor está diretamente relacionada com a taxa de formação de produto, uma medição de elevação da temperatura do fluido pelo reator, ou seja, a diferença entre a temperatura de fluido de entrada e a temperatura de fluido de saída, indica a taxa da formação de composição de polímero à base de etileno a uma velocidade de fluido constante, caso uma porcentagem insignificante ou nenhum líquido vaporizável esteja presente no fluido de entrada.

[0043] Na descarga do reator de um produto polimérico particulado, é desejável e preferível separar fluido do produto e retornar o fluido para a linha de reciclagem. Existem várias formas conhecidas no estado da técnica para realizar essa separação. Os sistemas de descarga de produto, que podem ser alternativamente empregados, são descritos e reivindicados na patente norte-americana No. 4.621.952. Tal sistema tipicamente emprega pelo menos um par (paralelo) de tanques compreendendo um tanque de decantação e um tanque de transferência disposto em série e tendo a fase gasosa separada devolvida do topo do tanque de decantação para um ponto no reator próximo ao topo do leito fluidificado.

[0044] Na concretização de reator de fase gasosa de leito fluidificado, a temperatura do reator do processo de leito fluidificado, na presente invenção, varia de 70°C, ou 75°C, ou 80°C a 90°C, ou 100°C, ou 110°C ou 115°C, sendo que uma faixa de temperatura desejável compreende qualquer limite máximo de temperatura combinado com qualquer limite mínimo de temperatura aqui descrito. Em geral, o reator é operado na temperatura mais alta que seja adequada, levando em consideração a temperatura de sinterização da composição de polietileno da invenção dentro do reator e a incrustação (“fouling”) que possa ocorrer no reator ou linha(s) de reciclagem.

[0045] Para manter uma produtividade catalítica adequada, é preferível que o etileno esteja presente no reator a uma pressão parcial igual ou maior que 1100 kPa (160 psia ), ou 1300 kPa (190 psia ), ou 1380 kPa (200 psia ), ou 1450 kPa (210 psia ), ou 1515 kPa (2209 psia ).

[0046] O comonômero, por exemplo, um ou mais comonômeros de α-olefina, se presente no reator de polimerização, está presente em qualquer nível que atinja a porcentagem em peso desejada de incorporação de comonômero no polietileno acabado. Isso é expresso como razão molar de comonômero para etileno, que é a razão da concentração de gás de moles de comonômero no gás de ciclagem para a concentração de gás de moles de etileno no gás de ciclagem. Em uma concretização da produção de composição de polímero à base de etileno, o comonômero está presente com etileno no gás de ciclagem a uma faixa de razão molar de 0 a 0,1 (comonômero:etileno); e de 0 a 0,05 em outra concretização; e de 0 a 0,04 em outra concretização; e de 0 a 0,03 em outra concretização; e de 0 a 0,01 em outra concretização.

[0047] O gás hidrogênio pode também ser adicionado ao reator(es) de polimerização para controlar as propriedades finais (ex: I21 e/ou I2) da composição de polímero à base de etileno. Em uma concretização, a relação de hidrogênio para monômero de etileno total (ppm H2/mol % C2) na corrente de gás circulante está na faixa de 0 a 60:1 em uma concretização; de 0,10:1 (0,10) a 50:1 (50) em outra concretização; de 0 a 35:1 (35) em outra concretização; de 0 a 25:1 (25) em outra concretização; de 7:1 (7) a 22:1 (22).

[0048] Em uma concretização, o processo para produzir a composição de polímero à base de etileno compreende as etapas de: (1) (co)polimerizar etileno e opcionalmente um ou mais comonômeros de α-olefina na presença de um catalisador metalocênico à base de háfnio via processo de (co)polimerização em fase gasosa em um reator de estágio único; e (2) produzir assim a composição de polímero à base de etileno.

[0049] O sistema catalítico à base de háfnio, conforme aqui utilizado, refere-se a um catalisador capaz de catalisar a polimerização de monômeros de etileno e opcionalmente um ou mais comonômeros de α-olefina para produzir polietileno. Além disso, o sistema catalítico à base de háfnio compreende um componente de hafnoceno. O componente de hafnoceno pode compreender complexos de háfnio do tipo mono-, bis- ou tris- ciclopentadienila. Em uma concretização, o ligante do tipo ciclopentadienila compreende ciclopentadienila ou ligantes isolobal a ciclopentadienila e suas versões substituídas. Exemplos representativos de ligantes isolobal a ciclopentadienila incluem, embora não se restrinjam a ciclopentafenantrencila, indenila, benzindenila, fluorenila, octaidrofluorenila, ciclooctatetraenila, ciclopentaciclododeceno, fenantrindenila, 3,4- benzofluorenila, 9-fenilfluorenila, 8-H- ciclopent[a]acenaftilenila, 7H-dibenzofluorenila, indeno[1,2- 9]antreno, tiofenoindenila, tiofenofluorenila, suas versões hidrogenadas (ex: 4,5,6,7-tetraidroindenila, ou “H4Ind”) e suas versões substituídas. Em uma concretização, o componente de hafnoceno é um hafnoceno de bis-ciclopentadienila não ligado em ponte e suas versões substituídas. Em outra concretização, o componente de hafnoceno exclui hafnocenos de bis-ciclopentadienila não substituídos ligados e não ligados em ponte, e os hafnocenos de bis-indenila não substituídos ligados e não ligados em ponte. O termo “não substituído”, conforme aqui utilizado, significa que existem apenas grupos hidreto ligados aos anéis e nenhum outro grupo. Preferivelmente, o hafnoceno útil na presente invenção pode ser representado pela fórmula (onde “Hf” é háfnio): CpnHfXp (1) onde n é 1 ou 2, p é 1, 2, ou 3, cada Cp é independentemente um ligante ciclopentadienila ou ligante isolobal a ciclopentadienila ou uma versão substituída do mesmo ligada ao háfnio; e X é selecionado do grupo consistindo de hidreto, haletos, alquilas C1 a C10 e alquenilas C2 a C12; e sendo que, quando n for 2, cada Cp pode ser ligado a outro grupo através de um grupo A ligado em ponte, selecionado do grupo consistindo de alquilenos C1 a C5, oxigênio, alquilamina, silil-hidrocarbonetos, e siloxil-hidrocarbonetos. Um exemplo de alquilenos C1 a C5 inclui grupos etileno(--CH2CH2--) em ponte; um exemplo de grupo alquilamina em ponte inclui metilamida(--CH3)N--); um exemplo de um grupo silil- hidrocarboneto em ponte inclui dimetilsilil(--CH3)2Si--); e um exemplo de um grupo siloxil-hidrocarboneto em ponte inclui (—O—(CH3)2Si—O—). Em uma concretização específica, o componente de hafnoceno é representado pela fórmula (1), onde n é 2 e p é 1 ou 2.

[0050] Conforme aqui utilizado, o termo “substituído” significa que o grupo referido possui pelo menos uma porção em lugar de um ou mais hidrogênios em qualquer posição, as porções sendo selecionadas de grupos como radicais halogênio, tais como F, Cl, Br, grupos hidroxila, grupos carbonila, grupos carboxila, grupos amina, grupos fosfina, grupos alcoxi, grupos fenila, grupos naftila, grupos alquila C1 a C10, grupos alquenila C2 a C10, e suas combinações. Exemplos de alquilas e arilas substituídos incluem, porém não se restringem a radicais acila, radicais alquilamino, radicais alcoxi, radicais ariloxi, radicais alquiltio, radicais dialquilamino, radicais alcoxicarbonila, radicais ariloxicarbonila, radicais carbamoíla, radicais alquil e dialquil-carbamoíla, radicais aciloxi, radicais acilamino, radicais arilamino, e suas combinações. Mais preferivelmente, o componente de hafnoceno útil na presente invenção pode ser representado pela fórmula: (CpR5)2HfX2 (2) onde cada Cp é um ligante ciclopentadienila e cada qual é ligado ao háfnio; cada R é independentemente selecionado de hidretos e alquilas C1 a C10, o mais preferivelmente hidretos e alquilas C1 a C5; e X é selecionado do grupo consistindo de hidreto, haleto, alquilas C1 a C10 e alquenilas C2 a C12, e mais preferivelmente X é selecionado do grupo consistindo de haletos, alquilenos C2 a C6 e alquilas C1 a C6, e o mais preferivelmente X é selecionado do grupo consistindo de cloreto, fluoreto, alquilas C1 a C5 e alquilenos C2 a C6. Em uma concretização mais preferida, o hafnoceno é representado pela fórmula (2) acima, onde pelo menos um grupo R é um alquila conforme acima definido, preferivelmente um alquila C1 a C5 e os outros são hidretos. Em uma concretização mais preferida, cada Cp é independentemente substituído com um, dois ou três grupos selecionados do grupo consistindo de metila, etila, propila, butila, e seus isômeros.

[0051] Em uma concretização, o sistema catalítico à base de hafnoceno é heterogêneo, ou seja, o catalisador à base de hafnoceno pode ainda compreender um material de suporte. O material de suporte pode ser qualquer material conhecido no estado da técnica para suportar composições catalisadoras; por exemplo, um óxido inorgânico; ou alternativamente, sílica, alumina, sílica-alumina, cloreto de magnésio, grafite, magnésia, titânia, zircônia, e montmorilonita, qualquer um podendo ser química/fisicamente modificado, tal como através de processos de fluoretação, calcinação ou outros processos conhecidos no estado da técnica. Em uma concretização, o material de suporte é um material de sílica tendo um tamanho médio de partícula conforme determinado pela análise de Malvern, de 1 a 60 mm; ou alternativamente, de 10 a 40 mm.

[0052] O sistema catalítico à base de hafnoceno pode também compreender um ativador. Qualquer ativador adequado conhecido por ativar os componentes catalisadores para polimerização de olefina pode ser apropriado. Em uma concretização, o ativador é um alumoxano; alternativamente, metalumoxano, tal como descrito por J.B.P. Soares e A.E. Hamielec em 3(2) POLYMER REACTION ENGINEERING, 131-200 (1995). O alumoxano pode ser preferivelmente cossuportado sobre o material de suporte em uma razão molar de alumínio para háfnio (Al:Hf) variando de 80:1 a 200:1, o mais preferivelmente de 90:1 a 140:1.

[0053] Tais sistemas catalíticos à base de háfnio são também descritos em detalhes na patente norte-americana No. 6.242.545 e patente norte-americana No. 7.078.467, aqui incorporada por referência.

[0054] A composição de polímero à base de etileno pode ser formada em fibras bicomponente via diferentes técnicas, por exemplo, via fiação por fundição. Tais fibras bicomponente podem ser filamentos contínuos, ou alternativamente, podem ser fibras descontínuas. Os filamentos contínuos podem ser também frisados/pregueados e então cortados para produzir fibras descontínuas.

[0055] O primeiro componente das fibras bicomponente pode ser monoconstituinte, ou seja, composição com apenas o primeiro componente; ou alternativamente, o primeiro componente das fibras bicomponente, pode ser multiconstituinte, ou seja, uma composição com mistura de dois ou mais do primeiro polímero. O segundo componente das fibras monocomponente pode ser monoconstituinte, ou seja, composição apenas com polímero à base de etileno; ou alternativamente, o segundo componente das fibras bicomponente pode ser multiconstituinte, ou seja, uma mistura da composição de polímero à base de etileno e de um ou mais de outros polímeros.

[0056] As fibras da invenção, de acordo com a presente invenção, podem ser filamentos contínuos, ou alternativamente, podem ser fibras descontínuas. Os filamentos contínuos podem ser opcionalmente frisados/pregueados e então cortados para produzir fibras descontínuas. As fibras da invenção incluem, embora não ser restrinjam a fibras bicomponente e/ou fibras multicomponente. Fibras bicomponente representativas incluem, embora não se restrinjam a configurações de bainha/núcleo, ilhas no mar, torta segmentada e suas combinações. As fibras da invenção podem incluir a composição de polietileno da invenção, de acordo com a presente invenção, como camada externa (ou seja, segundo componente), por exemplo, bainha, isoladamente ou em combinação com um ou mais polímeros. O termo camada externa, conforme aqui utilizado, refere-se a pelo menos qualquer porção da superfície da fibra. As fibras da invenção podem incluir a composição de polietileno da invenção, de acordo com a presente invenção, como camada interna (primeiro componente), por exemplo, núcleo, isoladamente ou em combinação com um ou mais polímeros.

[0057] Na fiação em estado fundido, um ou mais primeiros polímeros e a composição de polímero à base de etileno ou a mistura da composição de polímero à base de etileno e um ou mais de outros polímeros são fundidos, coextrudados e forçados por orifícios finos de uma placa metálica denominada fiandeira (“spinneret”) em ar ou outro gás, onde é resfriada e solidificada, formando as fibras bicomponente da invenção. Os filamentos solidificados podem ser expelidos via jatos de ar, cilindros giratórios ou “godets”, podendo ser colocados sobre uma esteira transportadora na forma de manta.

[0058] As fibras bicomponente da invenção podem ter um denier por filamento na faixa menor que 50g/9000 m. Todos os valores e subfaixas individuais menores que 50g/9000m são incluídos e descritos na presente invenção; por exemplo, o denier por filamento pode estar incluído num limite mínimo de 0,1, 0,5, 1, 5, 10, 15, 17, 20, 25, 30, 33, 40 ou 44g/9000m a um limite máximo de 0,5, 1, 5, 10, 15, 17, 20, 25, 30, 33, 40, 44 ou 50g/9000m. Por exemplo, as fibras bicomponente da invenção podem ter um denier por filamento na faixa menor que 40g/9000m; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter um denier por filamento na faixa menor que 30g/9000m; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter um denier por filamento na faixa menor que 20g/9000 m; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter um denier por filamento na faixa menor que 10g/9000m; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter um denier por filamento na faixa de 0,5 a 10g/9000m.

[0059] As fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 15g/denier. Todos os valores e subfaixas individuais de 0,1 a 15g/denier estão aqui incluídos e descritos; por exemplo, a tenacidade pode estar incluída em um limite mínimo de 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9 ou 10 g/denier a um limite máximo de 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 12 ou 15g/denier. Por exemplo, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 10g/denier, ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 7 g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 5g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 4g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 3g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 2g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 1,5g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 0,1 a 1,0 g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 1,5 a 5g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 2 a 5g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 2 a 4g/denier; ou alternativamente, as fibras bicomponente da invenção podem ter uma tenacidade na faixa de 2,5 a 3,5 g/denier.

[0060] As fibras bicomponente da invenção, de acordo com a presente invenção, podem ser formadas em pano não-tecidos.

[0061] Os panos não-tecidos, de acordo com a presente invenção, podem ser fabricados via técnicas diferentes. Tais métodos incluem, porém não se restringem a processos de soprado de fundido, processo de fiação contínua, processo de manta cardada, processo de fiação por fluxo de ar (“airlaid”), processo de termocalandragem, processo de ligação adesiva, processo de ligação por ar quente, processo de agulhagem, processo de hidroentrelaçamento, processo de eletrofiação, e suas combinações. Os panos podem também ser laminados em outros panos não-tecidos ou filmes através de uma variedade de técnicas, tais como laminação adesiva, laminação térmica, laminação por extrusão, agulhagem, hidroentrelaçamento e suas combinações.

[0062] No processo de soprado de fundido, o pano não-tecido da invenção é formado extrudando-se materiais poliméricos fundidos por uma matriz, e então atenuando-se e/ou opcionalmente rompendo-se os filamentos resultantes com ar ou corrente quente em alta velocidade, formando assim fibras com comprimentos curtos ou longos, coletados sobre uma tela móvel, onde elas se ligam durante resfriamento.

[0063] Alternativamente, o processo de soprado de fundido geralmente inclui as seguintes etapas: (a) extrudar filamentos de uma fiandeira; (b) resfriar e atenuar simultaneamente a corrente de polímero imediatamente abaixo da fiandeira utilizando correntes de ar quente à alta velocidade; (c) coletar os filamentos extraídos em uma manta sobre superfície foraminosa. As mantas sopradas de fundido podem ser ligadas através de vários meios, inclusive, embora não restritos a ligação autógena, ou seja, autoligação, sem tratamento adicional, processo de termocalandragem, processo de ligação adesiva, processo de ligação por ar quente, processo de agulhamento, processo de hidroentrelaçamento, e suas combinações.

[0064] No processo de fiação contínua, a fabricação de pano não-tecidos inclui as seguintes etapas: (a) extrudar filamentos de uma ou mais composições poliméricas de uma fiandeira; (b) resfriar rapidamente os filamentos da uma ou mais composições poliméricas, com fluxo de ar, geralmente resfriado para acelerar a solidificação dos filamentos fundidos da uma ou mais composições poliméricas; (c) atenuar/amaciar os filamentos avançando-os pela zona de resfriamento com uma tensão de extração que pode ser aplicada arrastando-se pneumaticamente os filamentos em uma corrente de ar ou enrolando-os em torno de cilindros extratores do tipo comumente utilizado na indústria de fibras têxteis; (d) coletar as fibras extraídas em uma manta sobre superfície foraminosa, como por exemplo, uma tela móvel ou cinta porosa; e (e) ligar a manta de filamentos soltos ao pano não-tecido. A ligação pode ser obtida através de vários meios, inclusive, embora não restrito ao processo de termocalandragem, processo de ligação adesiva, processo de ligação por ar quente, processo de agulhagem, processo de hidroentrelaçamento, e suas combinações.

[0065] Os panos da invenção, de acordo com a presente invenção, possuem propriedades de maciez e drapeabilidade. os panos da invenção, de acordo com a presente invenção, proporcionam ainda panos com tenacidade mais alta. A composição de polietileno da invenção provê ainda processabilidade e capacidade de fiação melhoradas. Os baixos níveis de insaturação vinílica na composição de polímero à base de etileno são também importantes, já que esses baixos níveis de insaturação vinílica proporcionam processabilidade melhorada à composição de polímero à base de etileno da presente invenção.

[0066] Os materiais pano não-tecidos da presente invenção podem ser usados como folha superior e/ou folha base em fraldas, panos/lenços de limpeza e/ou outros produtos absorventes de higiene. Esse material pano não-tecido pode ter espessura, por exemplo, na faixa de 5 a 200g/m2.

[0067] Os pano não-tecidos podem ser formados em estruturas multicamada. Essas estruturas multicamada compreendem pelo menos 2 ou mais camadas, onde pelo menos uma ou mais camadas são de material não pano, de acordo com a presente invenção, e uma ou mais de outras camadas são selecionadas de uma ou mais camadas de pano não-tecido soprado de fundido, uma ou mais camadas de pano não-tecido preparado através do processo de via úmida, uma ou mais camadas de pano não-tecido preparado através do processo de fluxo de ar, uma ou mais mantas produzidas através de qualquer processo de fiação de pano não-tecido ou fiação em estado fundido, uma ou mais camadas de película, tal como película plana, película soprada, uma ou mais camadas de revestimento derivadas de uma composição de revestimento, por exemplo, via extrusão, revestimento, revestimento por aspersão, revestimento por gravura, impressão, imersão, cilindro de contato, ou revestimento por lâmina.

[0068] Os pano não-tecidos podem ser usados em várias aplicações de uso final, inclusive, embora não restritas a, produtos absorventes de higiene, tais como fraldas, por exemplo, folha superior e/ou folha base em fraldas, artigos de higiene feminina, produtos para incontinência de adultos, lenços de limpeza, ataduras e curativos para ferimentos, bem como chinelos e calçados descartáveis, aplicação médica, tal como jalecos de isolamento, jalecos cirúrgicos, cortinas e proteções cirúrgicas, batas para uso cirúrgico, gorros/toucas, máscaras e embalagem para uso médico.

[0069] Tal material pano não-tecido pode ter uma espessura, por exemplo, na faixa de 5 a 200g/m2. Exemplos

[0070] Os exemplos a seguir ilustram a presente invenção, embora não pretendam limitar seu escopo. Os exemplos da presente invenção demonstram que as fibras compreendendo composições de polímero à base de etileno facilitam a fiação de fibras de denier fino e de pano não-tecidos de fiação contínua macios/drapeados, mantendo ao mesmo tempo resistência à tração de pico máxima aceitável. Composições do Exemplo Inventivo 1-5

[0071] As Composições de Exemplo Inventivo 1-2 e 4-5 são copolímeros de etileno-octeno que foram preparadas via processo de polimerização em solução em uma configuração de reator dual conectado em série na presença de um sistema catalítico compreendendo um complexo metálico de um ariloxiéter polivalente, conforme acima descrito. As propriedades das composições de copolímero de etileno-octeno das Composições de Exemplo Inventivo 1-2 e 4-5 são relatadas na Tabela 1.

[0072] A Composição do Exemplo Inventivo 3 é um copolímero de etileno-hexeno que foi preparada via processo de polimerização em fase gasosa em um reator simples na presença de um sistema catalítico à base de háfnio, conforme acima descrito. As propriedades da composição de copolímero de etileno-hexeno da Composição do Exemplo Inventivo 3 são relatadas na Tabela 1.

[0073] As Composições do Exemplo Inventivo 6-7 são copolímeros de etileno-octeno que foram preparados via processo de polimerização em solução em uma configuração de reator dual conectado em série na presença de um sistema catalítico compreendendo um complexo metálico de um ariloxiéter polivalente, conforme acima descrito. As propriedades das composições de copolímero de etileno-octeno das Composições do Exemplo Comparativo 6-7 são relatadas na Tabela 1A. Composições de Exemplo Comparativo 1 e 2

[0074] As Composições do Exemplo Comparativo 1 são copolímeros de etileno-octeno que foram preparadas via processo de polimerização em solução em uma configuração de reator dual conectado em série. As propriedades das composições de copolímero de etileno-octeno da Composição do Exemplo Comparativo 1 são relatadas na Tabela 2.

[0075] A Composição do Exemplo Comparativo 2 é copolímero de etileno-octeno que foi preparada via processo de polimerização em solução em uma configuração de reator simples. As propriedades da composição de copolímero de etileno-octeno da Composição de Exemplo Comparativo 2 são relatadas na Tabela 2. Fibras Monocomponente da Invenção 1-7 (IMCF1-7) e Fibras Monocomponente Comparativas 1-2 (CMCF1-2)

[0076] A composição do Exemplo Inventivo 1-7 e composições comparativas 1-2, conforme descritas na presente invenção, foram formadas em fibras monocomponente (IMCF1-7) e CMCF1-2, respectivamente) e testadas quanto ao Rampeamento até Ruptura médio de acordo com o método de Capacidade de Estiramento e Procedimento de Rampeamento, abaixo descrito. Os resultados são relatados na Tabela 3, mostrando que as Composições baseadas em Etileno podem alcançar, com similar rendimento em relação às Composições Competitivas, uma velocidade máxima mais alta de fiação de fibra. Isso, por sua vez, significa que fibras mais finas podem ser fiadas ao se utiliar Composições à base de Etileno em comparação com as Composições Comparativas. Tabela 1

Tabela 2

Tabela 3

Produção de Fibras Bicomponente e Pano não-tecidos em Linha de Fiação Direta

[0077] A Composição Inventiva 1 é preparada em linha de fiação direta de feixe único Reicofil 4 em configuração bicomponente núcleo:bainha 50:50, sendo comparada à Composição Comparativa 2 preparada na mesma linha e na mesma configuração.

[0078] O Núcleo da fibra bicomponente é homopolímero de polipropileno da Dow (anteriormente denominado H502-25RG) atualmente fornecido pela Braskem sob o nome comercial de Polipropileno HP550R.

[0079] A máquina (linha de fiação direta Reicofil 4) é equipada com fiandeira contendo 7377 orifícios (6827 orifícios/m) e um diâmetro de saída de cada orifício de 0,6 mm com relação L/D de 4.

[0080] As fibras de denier 2 meta são fiadas e transformadas em um pano não-tecido com peso base meta de 20 GSM

[0081] São utilizados os seguintes parâmetros de processo, relatados na Tabela 4(a-c):

[0082] A ligação da manta ocorre entre um rolo gofrado (gravado) e um rolo liso com uma pressão de nip de 50N.mm, mantendo ao mesmo tempo a temperatura do óleo do rolo liso 2°C abaixo da temperatura do óleo do rolo gofrado; formando assim o pano não-tecido inventivo 1 e o pano não-tecido comparativo 2.

[0083] As propriedades do pano não-tecido foram testadas e constam da Tabela 5. Tabela 5

Os métodos de teste incluem os seguintes: Densidade

[0084] As amostras que são medidas quanto à densidade são preparadas de acordo com ASTM D-1928. As medições são realizadas no prazo de uma hora da compressão da amostra utilizando ASTM D-792, Método B. Índice de Fusão

[0085] O índice de fusão, ou I2, é medido de acordo com ASTM-D 1238, Condição 190°C/2,16 kg, e é reportado em gramas eluídos por 10 minutos. I10 é medida de acordo com ASTM-D 1238, Condição 190°C/10kg, e é reportada em gramas eluídos por 10 minutos. Cromotagrafia de Permeação em Gel (GPC)

[0086] O sistema GPC consiste de um cromatógrafo a alta temperatura de 150°C da Waters (Milford, MA) (outros instrumentos de GPC apropriados em alta temperatura incluem o da Polymer Laboratories (Shropshire, UK) Modelo 210 e Modelo 220) equipado com um refratômetro diferencial on-board (RI). Detectores adicionais podem incluir um detector de infravermelho IR4 da Polymer ChAR (Valência, Espanha), Detector de Dispersão de Luz Laser de 2 ângulos da Precision Detectors (Amherst, MA) Modelo 2040, e um viscosímetro de solução de 4 capilares 150R da Viscotek (Houston, TX). Um sistema GPC com os dois últimos detectores independentes e pelo menos um dos primeiros detectores é às vezes designado "3D-GPC", ao passo que o termo "GPC" isoladamente geralmente refere-se ao GPC convencional. Dependendo da amostra, o ângulo de 15 graus ou o ângulo de 90 graus do detector de dispersão de luz é usado para fins de cálculo. A coleta de dados é conduzida utilizando-se o software Viscotek TriSEC, Versão 3, e um Gerenciador de Dados Viscotek DM400 de 4 canais. O sistema é também equipado com um dispositivo de degasificação de solvente online da Polymer Laboratories (Shropshire, UK). Colunas GPC apropriadas de alta temperatura podem ser usadas, tais como as quatro colunas Shodex HT803 de 13 micra e 30 cm de comprimento ou as quatro colunas da Polymer Labs de 30cm de comprimento, com carga de tamanho de poro misto de 20 micra (MixA LS, Polymer Labs). O compartimento de carrossel de amostras a 140°C e o compartimento de coluna é operado a 150°C. As amostras são preparadas a uma concentração de 0,1 grama de polímero em 50 mililitros de solvente. O solvente cromatográfico e o solvente para preparação de amostras contém 200 ppm de hidroxitolueno butilado (BHT). Os dois solventes são espargidos com nitrogênio. As amostras de polietileno são suavemente agitadas a 160°C por quatro horas. O volume de injeção é de 200 microlitros. A taxa de fluxo em todo o GPC é ajustada em 1 ml/minuto.

[0087] O conjunto de coluna GPC é calibrado antes do preparo dos Exemplos, executando-se vinte e um padrões de poliestireno com distribuição de peso molecular estreita. O peso molecular (MW) dos padrões varia de 580 a 8.400.000 gramas por mol, e os padrões estão contidos em seis misturas "coquetel". Cada mistura padrão tem pelo menos uma dezena de separações entre pesos moleculares individuais. As misturas padrão são adquiridas da Polymer Laboratories (Shropshire, UK). Os padrões de poliestireno são preparados a 0,025g em 50ml de solvente para pesos moleculares iguais ou maiores que 1.000.000 gramas por mol e 0,05g em 50ml de solvente para pesos moleculares menores que 1.000.000 gramas por mol. Os padrões de poliestireno foram dissolvidos a 80oC com leve agitação por 30 minutos. As misturas de padrões estreitos são executadas primeiro e em ordem decrescente de componente com o peso molecular mais alto para minimizar a degradação. Os pesos moleculares de pico de padrão de poliestireno são convertidos em Mw de polietileno utilizando a equação Mark- Houwink K e valores (às vezes designados como α) mencionados posteriormente para poliestireno e polietileno. Vide a seção de Exemplos para uma demonstração deste procedimento.

[0088] Com 3D-GPC, o peso molecular médio ponderal ("Mw,Abs") e a viscosidade intrínseca são também obtidos de forma independente a partir de padrões de polietileno estreitos adequados, utilizando as mesmas condições mencionadas anteriormente. Esses padrões estreitos de polietileno linear podem ser obtidos da Polymer Laboratories (Shropshire, UK; Parte Nos. PL2650-0101 e PL2650-0102).

[0089] O método sistemático para determinação de deslocamentos ("offsets") de multidetector é conduzido de forma consistente com a publicada por Balke, Mourey et al. (Mourey e Balke, Chromatography Polym., capítulo 12 (1992)) (Balke, Thitiratsakul, Lew, Cheung, Mourey, Chromatography Polym., capítulo 13 (1992)), otimizando os resultados de log de detector triplo (Mw e viscosidade intrínseca) de poliestireno de distribuição ampla Dow 1683 (American Polymer Standards Corp.; Mentor, OH) ou seu equivalente em relação aos resultados de calibração de coluna de padrão estreito da curva de calibração de padrões de poliestireno estreito. Os dados de peso molecular, relacionados com a determinação de deslocamento de volume de detector, são obtidos de forma consistente com a publicada por Zimm (Zimm, B.H., J.Chem.Phys., 16, 1099 (1948)) e Kratochvil (Kratochvil, P., Classical Light Scattering from Polymer Solutions, Elsevier, Oxford, NY (1987)). A concentração injetada total utilizada na determinação do peso molecular é obtida da área de detector de massa e da constante de detector de massa derivadas de um polietileno de homopolímero linear apropriado, ou de um dos padrões de polietileno. Os pesos moleculares calculados são obtidos utilizando-se uma constante de dispersão de luz derivada de um ou mais padrões de polietileno mencionados e um coeficiente de concentração de índice de refração, dn/dc, de 0,104. Geralmente, a resposta do detector de massa e a constante de dispersão de luz devem ser determinadas a partir de um padrão linear com um peso molecular maior que cerca de 50.000 daltons. A calibração do viscosímetro pode ser realizada utilizando-se os métodos descritos pelo fabricante ou, alternativamente, utilizando-se os valores publicados de padrões lineares, tais como os Materiais de Referência Padrão (Standard Reference Materials (SRM)) 1475a, 1482a, 1483 ou 1484a. As concentrações cromatográficas são consideradas baixas o suficiente para eliminar os efeitos do segundo coeficiente virial (efeitos de concentração sobre o peso molecular). Método de Fracionamento de Eluição por Cristalização (CEF)

[0090] A análise de distribuição de comonômero é conduzida com Fracionamento de Eluição por Cristalização (CEF) (PolymerChar in Spain) (B Monrabal et al., Macromol. Symp. 257, 71-79 (2007)). Orto-diclorobenzeno (ODCB) com 600ppm de antioxidante hidroxitolueno butilado (BHT) é utilizado como solvente. A preparação da amostra é realizada com amostrador automático a 160oC por 2 horas sob sacudimento a 4mg/ml (salvo especificação em contrário). O volume de injeção é de 300μl. O perfil de temperatura de CEF é de cristalização a 3oC/min de 110oC a 30oC, equilíbrio térmico a 30oC por 5 minutos, eluição a 3oC/min de 30oC a 140oC. A taxa de fluxo durante a cristalização é de 0,052 ml/min. A taxa de fluxo durante a eluição é de 0,50 ml/min. Os dados são coletados na base de um ponto de dados/segundo.

[0091] A coluna CEF é carregada pela The Dow Chemical Company com esferas de vidro a 125 μm+/-6% (MO-SCI Specialty Products) com tubulação de aço inoxidável 1/8". As esferas de vidro são lavadas com ácido pela MO-SCI Specialty por solicitação da The Dow Chemical Company. O volume da coluna é de 2,06 ml. A calibração de temperatura da coluna é conduzida utilizando-se uma mistura de polietileno linear 1475a segundo Material de Referência Padrão NIST (1,0mg/ml) e Eicosano (2mg/ml) em ODCB. A temperatura é calibrada ajustando-se a taxa de aquecimento de eluição para que o polietileno linear 1475a NIST tenha uma temperatura de pico de 101,0oC e Eicosano uma temperatura de pico de 30,0oC. A resolução da coluna CEF é calculada com uma mistura de polietileno linear 1475a NIST (1,0mg/ml) e hexacontano (Fluka, purum, > 97,0%, 1mg/ml). Obtém-se uma separação de linha de base de hexacontano e de polietileno 1475a NIST. A área de hexacontano (de 35,0 a 67,0oC) em relação à área de 1475a NIST de 67,0 a 110,0oC é de 50 para 50, e a quantidade de fração solúvel abaixo de 35,0oC é de <1,8% em peso. A resolução de coluna CEF é definida na seguinte equação:

onde a resolução de coluna é 6,0. Método de Constante de Distribuição de Comonômero (DSC)

[0092] A constante de distribuição de comonômero (CDC) é calculada a partir do perfil de distribuição de comonômero através de CEF. CDC é definido como o Índice de Distribuição de Comonômero dividido pelo Fator de Formato de Distribuição de Comonômero, multiplicando-se por 100, conforme mostra a seguinte equação:

[0093] Índice de distribuição de comonômero significa a fração total de peso de cadeias poliméricas com o teor de comonômero variando de 0,5 do teor mediano de comonômero (Cmediano) e 1,5 de Cmediano de 35,0 a 119,0°C. O Fator de Formato de Distribuição de Comonômero é definido como uma relação da metade da largura do perfil de distribuição de comonômero dividida pelo desvio padrão do perfil de distribuição de comonômero da temperatura de pico (Tp).

[0094] CDC é calculado a partir do perfil de distribuição de comonômero através de CEF, e CDC é definido como o Índice de Distribuição de Comonômero dividido pelo Fator de Formato de Distribuição de Comonômero, multiplicando-se por 100 conforme mostra a seguinte Equação:

sendo que índice de distribuição de comonômero significa a fração de peso total de cadeias poliméricas com o teor de comonômero variando de 0,5 do teor mediano de comonômero (Cmediano ) e 1,5 de Cmediano de 35,0 a 119,0 C, sendo que o Fator de Formato de Distribuição de Comonômero é definido como a relação da metade da largura do perfil de distribuição de comonômero dividida pelo desvio padrão de perfil de distribuição de comonômero da temperatura de pico (Tp).

[0095] O CDC é calculado de acordo com as seguintes etapas: (A) obter uma fração em peso em cada temperatura (T) (wT(T)) de 35,0oC a 119,0oC com um aumento gradual de temperatura de 0,200°C de CEF de acordo com a seguinte Equação:

(B) calcular a temperatura mediana (Tmediana) na fração de peso cumulativa de 0,500 de acordo com a seguinte Equação:

(C) calcular o teor de comonômero mediano correspondente em mol % (Cmediano) na temperatura mediana (Tmediana) utilizando a curva de calibração de teor de comonômero de acordo com a seguinte Equação:

(D) construir uma curva de calibração de teor de comonômero utilizando uma série de materiais de referência com quantidade conhecida de teor de comonômero, ou seja, onze materiais de referência com distribuição de comonômero estreita (distribuição monomodal de comonômero em CEF de 35,0 a 119,0oC) com Mw médio ponderal de 35.000 a 115.000 (medido via GPC convencional) a um teor de comonômero variando de 0,0 mol% a 7,0 moles % são analisados com CEF nas mesmas condições experimentais especificadas nas seções experimentais de CEF; (E) calcular a calibração do teor de comonômero utilizando uma temperatura de pico (Tp) de cada material de referência e de seu teor de comonômero. A calibração é calculada de cada material de referência conforme mostra a seguinte equação: ln(l-teor de comonomero)= -207.26 + 0,5533

(F) Calcular o Índice de Distribuição de Comonômero a partir da fração de peso total com um teor de comonômero variando de 0,5*Cmediano a 1,5*Cmediano, e se Tmediana for superior a 98,0 C, o Índice de Distribuição de Comonômero é definido como 0,95; (G) Obter a altura de pico máxima do perfil de distribuição de comonômero CEF buscando cada ponto de dados para o pico mais alto de 35,0oC a 119,0oC (se os dois picos forem idênticos, então será selecionado o pico de temperatura mais baixo); metade da largura é definida como a diferença de temperatura entre a temperatura frontal e a temperatura posterior na metade da altura do pico máximo, a temperatura frontal na metade do pico máximo é buscada para frente a partir de 35,0oC, ao passo que a temperatura posterior na metade do pico máximo é buscada para trás a partir de 119,0oC, no caso de uma distribuição bimodal bem definida, na qual a diferença nas temperaturas de pico é igual ou maior que 1,1 vez a soma da metade da largura de cada pico, a metade da largura da composição de polímero à base de etileno da invenção é calculada como a média aritmética da metade da largura de cada pico; e (H) calcular o desvio padrão de temperatura (Stdev) de acordo com a seguinte Equação:

Método de Medição de Viscosidade a Cisalhamento Zero via Teste de Fluência

[0096] As viscosidades a cisalhamento zero são obtidas através de testes de fluência, conduzidos num reômetro de tensão controlada AR-G2 (TA Instruments; New Castle, Del) utilizando placas paralelas de 25mm de diâmetro a 190oC. O forno do reômetro é ajustado à temperatura de teste por pelo menos 30 minutos antes de zerar os acessórios. Na temperatura de teste, o disco de amostra moldado por compressão é inserido entre as placas e deixado atingir o equilíbrio por 5 minutos. A placa superior é então baixada até 50μm acima do espaço de teste desejado (1,5mm). Qualquer material supérfluo é aparado e a placa superior baixada até o espaço desejado. As medições são realizadas sob purga de nitrogênio a uma taxa de fluxo de 5L/min. O período predefinido de fluência é ajustado para 2 horas.

[0097] Uma baixa tensão de cisalhamento constante de 20 Pa é aplicada em todas as amostras para garantir que a taxa de cisalhamento em estado constante seja baixa o suficiente para estar na região newtoniana. As taxas de cisalhamento em estado constante resultantes são da ordem de 10-3 a 104s-1 para as amostras deste estudo. O estado constante é determinado tomando-se a regressão linear para todos os dados na última janela de tempo de 10% do gráfico de log(J(t)) vs. log(t), onde J(t) é a curva de fluência e t é o tempo de fluência. Se a curva da regressão linear for maior que 0,97, o estado constante será considerado atingido, e o teste de fluência interrompido. Em todos os casos deste estudo, a curva atende ao critério no prazo de 2 horas. A taxa de cisalhamento em estado constante é determinada a partir da curva da regressão linear de todos os pontos de dados na última janela de tempo de 10% do gráfico de ε vs. t, onde ε é a deformação. A viscosidade de cisalhamento zero é determinada a partir da relação da tensão aplicada à taxa de cisalhamento em estado constante.

[0098] Para determinar se a amostra se degrada durante o teste de fluência, um teste de cisalhamento oscilatório de pequena amplitude é conduzido antes e após o teste de fluência no mesmo corpo de prova de 0,1 a 100 rad/s. Os valores complexos de viscosidade dos dois testes são comparados. Se a diferença dos valores de viscosidade a 0,1 rad/s for maior que 5%, a amostra é considerada como tendo se degradado durante o teste de fluência, e o resultado é descartado. Relação de Viscosidade a Cisalhamento Zero (ZSVR)

[0099] A relação de viscosidade a cisalhamento zero (ZSVR) é definida como a relação da viscosidade a cisalhamento zero (ZSV) do material de polietileno ramificado para o ZSV do material de polietileno linear ao peso molecular médio ponderal equivalente (Mw-gpc) conforme mostra a seguinte Equação:

O valor ZSV é obtido do teste de fluência a 190°C via método descrito abaixo. O valor Mw-gpc é determinado através do método GPC convencional. A correlação entre ZSV de polietileno linear e seu Mw-gpv foi estabelecida com base em uma série de materiais de referência de polietileno linear. Uma descrição para a relação ZSV-Mw pode ser encontrada no procedimento ANTEC: Karjala, Teresa P.; Sammler, Robert L.; Mangnus, Marc A.; Hazlitt, Lonnie G.; Johnson, Mark S.; Hagen, Charles M., Jr.; Huang, Joe W.L.; Reichek, Kenneth N. Detecção de baixos níveis de ramificação de cadeia longa em poliolefinas. Annual Technical Conference - Society of Plastic Engineers (2008), 66th 887-891. Método 1H NMR

[0100] 3,26g de solução concentrada são adicionados a 0,133 g de amostra de poliolefina em tubo NMR de 10mm. A solução concentrada é uma mistura de tetracloroetano-d2 (TCE) e percloroetileno (50:50, w:w) com 0,001M Cr3+. A solução no tubo é purgada com N2 por 5 minutos para reduzir a quantidade de oxigênio. O tubo de amostra tampado é deixado à temperatura ambiente da noite para o dia para intumescer a amostra de polímero. A amostra é dissolvida a 110°C com agitação. As amostras são isentas de aditivos que possam contribuir para a insaturação, como por exemplo, agentes deslizantes, tal como erucamida.

[0101] O 1H NMR é conduzido com uma criossonda de 10mm a 120°C no espectrômetro Bruker AVANCE 400 MHz.

[0102] Dois experimentos são realizados para se obter a insaturação: os experimentos de controle e de pré-saturação dupla.

[0103] Para o experimento de controle, os dados são processados com a função de janela exponencial com LB=1 Hz, e a linha de base corrigida de 7 para -2 ppm. O sinal de 1H residual de TCE é ajustado para 100, a integral Itotal de -0,5 a 3ppm é utilizada como sinal de polímero total no experimento de controle. O número de grupo CH2 no polímero é calculado como segue: NCH2 = Itotal/2

[0104] Para o experimento de dupla pré-saturação, os dados são processados com a função de janela exponencial com LB=1 Hz, a linha de base corrigida de 6,6 a 4,5 ppm. O sinal de 1H residual de TCE é ajustado para 100, as integrais correspondentes para insaturação (Ivinilideno, Isubstituído, Ivinila e Ivinilideno) foram integradas com base na região mostrada no gráfico representado na figura 1 abaixo:

[0105] O número de unidade de insaturação para vinileno, trissubstituído, vinila e vinilideno são calculados: Nvinilideno=Ivinileno/2 Ntrisubstituído=Itrisubstituído Nvinila=Ivinila/2 Nvinilideno=Ivinilideno/2

[0106] A unidade de insaturação/1.000.000 carbonos é calculada como segue: Nvinileno/1.000.000C=(Nvinileno/NCH2)*1.000.000 Ntrisubstituído/1.000.000C = (Ntrisubstituído/NCH2)*1.000.000 Nvinila/1.000.000C = (Nvinila/NCH2)*1.000.000 Ntrisubstituído=Itrisubstituído Nvinila=Ivinila/2

[0107] O requisito para análise NMR de insaturação inclui: nível de quantificação de 0,47 ± 0,02/1.000.000 carbonos para Vd2 com 200 varreduras (aquisição de dados em menos de 1 hora incluindo o tempo para executar o experimento de controle) com 3,9% em peso de amostra (para estrutura Vd2, vide Macromolecules, vol.38, 6988, 2005), criossonda de alta temperatura de 10mm. O nível de quantificação é definido como a relação sinal-ruído de 10.

[0108] A referência de troca química é ajustada em 6,0 ppm para o sinal 1H de próton residual de TCT-d2. O controle é conduzido com pulso ZG, TD 32768, NS4, DS 12, SWH 10.000 Hz, AQ 1,64s, D1 14s. O experimento de pré-saturação dupla é conduzido com uma sequência de pulso modificada, 01P 1,354 ppm, O2P, 0,960 ppm, PL9 57 db, PL21 70 db, TD 32768, NS 200, DS 4, SWH 10.000 Hz, AQ 1,64s, D1 1s, D13 13s. As sequências de pulso modificadas para insaturação com espectrômetro Bruker AVANCE 400 MHz são mostradas abaixo.

Pressão de Ar Máxima na Cabine

[0109] A pressão de ar na cabine para fiação contínua foi usada para atenuar as fibras até o nível máximo. O nível máximo foi selecionado como a pressão mais alta de ar na cabine que a cortina de fibra poderia suportar com boa estabilidade de fiação. Estabilidade foi descrita como a pressão mais alta de ar na cabine na qual não ocorriam quebras repetidas de fibra, conforme inspeção visual. Um aumento de pressão na cabine além da pressão de ar máxima na cabine resultaria em quebras repetidas de fibra. As amostras de fibra foram coletadas nas condições de 2 denier nominal e pressão de ar mínima na cabine de 3000 Pa. Janela de Ligação

[0110] A janela de ligação é determinada pela faixa de temperaturas de superfície ou temperaturas de óleo aquecido do rolo de calandra e do rolo liso que podem ser usadas no processo de ligação no preparo de um pano não-tecido de fiação contínua para obter o balanço desejado de propriedades físicas (tais como resistência à tração, resistência à abrasão e alongamento) do pano. A temperatura de pico de ligação é determinada como a temperatura do óleo do rolo de calandra na qual se obtém a mais alta Resistência à Tração de Pico MD para um pano de fiação contínua. Teste de Tração

[0111] Os procedimentos a seguir são usados para gerar os dados de teste de tração para pano não-tecidos da presente invenção. O peso base pode ser determinado medindo-se o peso de uma área de pano conhecida. Por exemplo, o peso base em g/m2 pode ser determinado de acordo com ASTM D 3776.

[0112] a) Condicionamento Padrão ERT 60.2-99; b) Amostragem de Pano não-tecidos ERT 130.2; c) ERT 20.2-89 e métodos de teste ISO a) ISO 554 - 76 (E) b) ISO 186:1985.

[0113] A resistência de tração de pico e alongamento na ruptura de materiais pano não-tecidos são determinados utilizando os procedimentos a seguir. O método de teste descreve dois procedimentos Opção A-IST 110.4-02 e Opção B - ERT 20.2-89 para conduzir os testes de tração de material pano não-tecido. Esses procedimentos utilizam dois tipos de amostras que são tração de tira Opção A-25 mm (1,0”) e tração de tira Opção B - 50 mm (2,0”). A Opção B foi usada em amostras deste relatório. Um corpo de prova é fixado a uma máquina de teste de tração com uma distância entre os garras dos apertos de 200 mm, sendo uma força aplicada para esticar o corpo de prova a uma taxa de 100 mm/min até sua ruptura. Os valores de força de ruptura e alongamento do corpo de prova são obtidos de uma interface de computador.

[0114] A resistência à tração de pico é a força máxima ou de pico aplicada a um material antes da ruptura. Materiais frágeis geralmente se rompem na força máxima. Materiais flexíveis geralmente enfrentam força máxima antes da ruptura. Um instrumento eletrônico de teste de alta precisão é usado para medir o alongamento na ruptura e a resistência de pico de tração de materiais, enquanto forças de tração são aplicadas ao material. A força exercida sobre o corpo de prova é lida diretamente na máquina de teste ou gráficos obtidos durante o procedimento. Para cada amostra, pelo menos 5 corpos de prova foram testados e a média calculada e usada para a resistência de tração de pico observada para a amostra.

[0115] Alongamento na ruptura é a deformação na direção da carga, causada por uma força de tração. O alongamento é expresso como uma relação do comprimento do material estirado como porcentagem para o comprimento do material não estirado. O alongamento na ruptura é determinado no ponto em que o material estirado se rompe. O alongamento aparente é determinado pelo aumento no comprimento desde o início da curva de força-extensão até um ponto correspondente com a força de ruptura, ou outra força aplicada. O alongamento aparente é calculado como o aumento percentual do comprimento com base no comprimento útil (Lo) (%)Alongamento= Lruptura — L0 x 100% Lo Condições de Fiação de Fibra em Linha Hills e Metodologia de Rampeamento-até-Ruptura para determinar Velocidade Máxima de Estiramento de Fibras

[0116] O rampeamento-até-ruptura é um método para determinar a velocidade máxima de linha para estiramento de fibras em uma linha de fiação de fibra filamentada contínua Hills, o que se obtém aumentando-se a velocidade de recolhimento do feixe de filamento. Isso é realizado através do método de rampeamento até o ponto em que ocorre pelo menos uma ruptura de fibra. A velocidade mais alta que um material pode ser operado por no mínimo 30 segundos sem uma única ruptura de fibra é a velocidade máxima de estiramento ou a velocidade de rampeamento-até-ruptura.

[0117] As fibras são fiadas em uma linha de fiação de fibra filamentada contínua bicomponente Hills a uma taxa de rendimento de 0,50 ghm. Uma matriz bicomponente Hills é usada operando a uma relação de núcleo/bainha 50/50 com o mesmo material alimentado em cada extrusora. A configuração da matriz consiste de 144 orifícios, com um diâmetro de orifício de 0,6 mm e um L/D de 4/1.

[0118] Temperatura do ar de resfriamento e taxa de escoamento ajustadas em 15°C, e 30% do máximo, respectivamente.

[0119] Os perfis de extrusora são ajustados para obter uma temperatura de fusão de 235-238°C.

[0120] O feixe de fibra é enrolado em torno dos ”godets” no mínimo 4 vezes, sem estiramento entre os 2 “godets” e então evacuado para um aspirador onde se elimina qualquer variabilidade devido à bobinadeira. Capacidade de Estiramento

[0121] O método de rampeamento-até-ruptura (“Ramp-to- Break”) é empregado para determinar a velocidade máxima de linha para estirar fibras em uma linha de Fiação de Fibra Filamentada Contínua Hills, obtida aumentando-se a velocidade de recolhimento do feixe de filamento. Isso é realizado em um método de rampeamento até o ponto em que ocorre pelo menos uma ruptura da fibra. A velocidade mais alta na qual um material pode ser operado por no mínimo 30 segundos sem uma única ruptura de fibra é a velocidade máxima de estiramento ou a velocidade de rampeamento-até-ruptura. Procedimento de Rampeamento

[0122] O material é rampeado a partir de uma velocidade de linha suficientemente baixa, por exemplo, de 1500 mpm ou menor, se necessário. O material é operado nessa velocidade de linha por 30 segundos e observado quanto a quaisquer rupturas de fibra. Se não ocorrer rupturas, então a velocidade do godet é rampeada a uma taxa de 500 mpm durante 30 segundos. O material é operado por 30 segundos em cada ponto intermediário, enquanto se verifica a ocorrência de rupturas. Isso é realizado até que ocorra uma ruptura. A velocidade na qual a ruptura ocorre é registrada. O processo é repetido no mínimo três vezes e a média registrada como a velocidade de estiramento máxima via metodologia de rampeamento-até-ruptura. Teste de Tração de Fibra

[0123] Fibras de dois denier produzidas de acordo com as especificações acima para a Linha de Fiação de Fibra Hills são testadas de acordo com a norma ASTM D 2256. Os 144 filamentos da linha de Fiação de Fibra Filamentada Contínua Hills são testados como feixe simples utilizando MTS Sintech 5/G. São usadas apertos/mordentes para fibras convencionais. As garras são ajustadas em um comprimento inicial de 20,32 cm (8”). A velocidade de garra é ajustada em 40,64 cm (16”)/minuto. Cinco réplicas são operadas e a carga de pico registrada como a resistência máxima de tração de fibra. O alongamento na ruptura é registrado como o alongamento máximo.

[0124] A presente invenção pode ser concretizada de outras formas sem fugir de seu espírito e atributos essenciais e, consequentemente, faz-se referência às reivindicações em anexo, em vez de ao relatório acima, como indicação do escopo da invenção.

Claims (5)

1. Fibra bicomponente, compreendendo: - de 5 a 95 por cento em peso de um primeiro componente compreendendo pelo menos um ou mais primeiros polímeros, com base no peso total da fibra bicomponente; - de 5 a 95 por cento em peso de um segundo componente compreendendo pelo menos uma composição de polímero à base de etileno, com base no peso total da fibra bicomponente, sendo que dita composição de polímero à base de etileno compreende: - menos que ou igual a 100 por cento em peso das unidades derivadas de etileno; e - menos que 30 por cento em peso de unidades derivadas de um ou mais comonômeros de α-olefina; sendo que dita composição de polímero à base de etileno é caracterizada pelo fato de ter uma Constante de Distribuição de Comonômero na faixa de mais que 100 a 400, uma insaturação vinílica inferior a 0,1 vinila por mil átomos de carbono presentes na cadeia principal da composição de polímero à base de etileno; uma relação de viscosidade a cisalhamento zero (ZSVR) na faixa de 1 a menos que 2; uma densidade na faixa de 0,920 a 0,970 g/cm3, um índice de fusão (I2) na faixa de 10 a 40 g/10 minutos, uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) na faixa de 1,8 a 3,0, e uma distribuição de peso molecular (Mz/Mn) na faixa de menos que 2; sendo que dita fibra bicomponente tem um denier por filamento na faixa de 0,5 a 10g/9000 m.

2. Fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ter a configuração de bainha/núcleo, ilhas no mar, torta segmentada, ou suas combinações.

3. Pano, caracterizado pelo fato de compreender uma ou mais fibras bicomponente, conforme definida na reivindicação 1.

4. Pano, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de ser um pano não-tecido.

5. Pano, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de ser um pano não-tecido de fiação contínua.

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