NEGROS DE FUMO ESPECIAIS PARA FIBRAS SINTÉTICAS E TECIDOS NEGROS DE FUMO ESPECIAIS

NEGROS DE FUMO ESPECIAIS

PARA FIBRAS SINTÉTICAS

E TECIDOS

Desempenho e liderança em

plásticos pretos

A Cabot Corporation é uma empresa global de materiais de desempenho que se esforça para ser o parceiro preferido dos clientes. Somos um fabricante líder de negro de fumo e outros produtos químicos especiais há mais de 130 anos, e fornecemos aditivos para a indústria de plásticos desde seu início.

Nosso alcance global nos permite trabalhar próximo a nossos clientes e atender aos mais altos padrões de desempenho, qualidade e serviço. Nossa rede mundial de produção e as três instalações para

desenvolvimento de aplicações permitem-nos oferecer aos nossos clientes capacidades de serviço globais, bem como as mais recentes inovações técnicas.

Alcance global

Damos suporte a clientes em todo o mundo com nossos centros

mundiais de produção e desenvolvimento de aplicações

Com aproximadamente 4.500 funcionários em todo o mundo, continuamos a gerar um ambiente de diversidade, ancorado em valores e sustentabilidade.

Temos 44 fábricas instaladas em 21 países, todas gerenciadas por

◆ Ásia Pacífico China Índia Indonésia Japão Coreia Malásia Cingapura ◆ América do Norte Canadá México Estados Unidos ◆ América do Sul Argentina Brasil Colômbia

◆ Europa, Oriente Médio

e África Bélgica República Tcheca França Alemanha Itália Letônia Noruega Suíça Países Baixos

Emirados Árabes Unidos Reino Unido

Entregando cores e pureza excepcionais

para fibras e aplicações têxteis

Temos um portfólio de negros de fumo especiais para os setores têxtil e de fibras, capazes de fornecer cores e pureza física excepcionais, que permitem aos responsáveis pelos processos manter uma produção confiável e uniforme. Nossos negros de fumo especiais ajudam a reduzir as ocorrências indesejáveis em termos de características de tingimento de fibras sintéticas, entre elas a inconsistências nas características da fibra, a elevada falta de solidez das cores e impactos ambientais negativos. Nossos negros de fumo especiais permitem a nossos clientes produzir fibras sintéticas com características de altíssima reprodutibilidade, alta estabilidade das cores, migração mínima de cor e baixo impacto ambiental.

Nossos produtos são adequados para uso em diversos polímeros, incluindo poliéster, náilon e polipropileno.

Nossas marcas

Fornecemos uma vasta gama de negros de fumo especiais, capazes de atender aos requisitos de desempenho e a capacidade de

processamento de diversos setores industriais e variadas aplicações. Disponibilizados sob a forma de pellets e de pó, nossos conhecidos produtos para a indústria de plásticos incluem os negros de fumo especiais VULCAN®_{, ELFTEX}® _{e BLACK PEARLS}®_.

NEGROS DE FUMO ESPECIAIS PARA FIBRAS SINTÉTICAS E TECIDOS

Produtos para fibras e aplicações têxteis

desempenho do denier fino, fibras em mechas e aplicações industriais.

Negros de fumo especiais de alta pureza

para aplicações de denier fino

Equipamentos e aplicações têxteis que utilizam fibras denier finas com base em poliésteres e náilons, em geral, necessitam de um forte desempenho de cor. A alta pureza dos negros de fumo (p. ex., baixos teores de cinzas e abrasivos) permite melhor torção dos fios e maior filtrabilidade do polímero a quente. Essas características, por sua vez, são necessárias para que se consiga a coloração forte desejada. Nossos negros de fumo BLACK PEARLS® _{5560, 4560i e 3560 possuem o nível de} pureza necessário, medido pela pressão contra uma tela, para atender a essas exigências. Cada um desses três produtos é regularmente testado quanto à pureza como parte de nosso controle de qualidade. O

desempenho relativo dos produtos é mostrado na Figura 1.

Negros de fumo especiais de pureza padrão

para aplicações de fibras em mechas sintéticas

Aplicações de fibras em mechas sintéticas incluem coberturas para piso, cobertores e outros tipos de têxteis que não necessitam de denier fino. Para essas aplicações brutas, que em geral utilizam náilon, polipropileno e poliéster, a cor costuma ser a característica mais importante, sendo a filtrabilidade e a flexibilidade menos importantes, em comparação com as aplicações que requerem denier fino. Como mostrado na Figura 1, nossos produtos para essas aplicações incluem os negros de fumo especiais ELFTEX® _{570 e REGAL}® _660.

Negros de fumo especiais para a indústria de filamentos

Aplicações industriais de filamentos incluem cintos de segurança, cordas, tecidos industriais e outros usos em que a resistência é fundamental. Essas aplicações quase sempre utilizam náilon como a resina primária e a constância das propriedades físicas dos filamentos é fundamental; sendo assim, a dispersabilidade do negro de fumo é importante para que se consiga o desempenho desejado. Os negros de fumo especiais BLACK PEARLS® _{5560, 4560i e 3560, assim como o} ELFTEX® _{570, são geralmente utilizados para essas aplicações; seu} desempenho relativo é mostrado na Figura 1.

Au m en to de de semp enh o de c or Aumento da flexibilidade/filtrabilidade ELFTEX® 570 BLACK PEARLS 5560 BLACK PEARLS® 3560

Figura 1: Negros de fumo especiais para fibras de denier fino e outras fibras sintéticas

REGAL®

660

BLACK PEARLS 4560i*

Desempenho do produto

Os parâmetros críticos do negro de fumo para a maioria das aplicações em fibras e têxteis incluem:

◆ Desempenho de cor ◆ Pureza do negro de fumo ◆ Processabilidade

Desempenho de cor

A cor é medida nos três eixos:

◆ L* (intensidade da cor, também conhecida como jetness ou masstone);

seus valores representam preto/branco ou claro/escuro

◆ a* cujos valores representam vermelho/verde

◆ b* (tom azul), cujos valores representam amarelo/azul

No que tange ao negro de fumo, os valores mais relevantes são L* e b*. Valores baixos de L* (indicando uma cor mais escura ou mais preta) são preferíveis, assim como valores mais negativos de b* (indicando uma coloração mais azul).

Nossos produtos para fibras e aplicações têxteis foram desenvolvidos especificamente para fornecer jetness e tonalidade azul excelentes. O desempenho de cor de nossos negros de fumo em fibras sintéticas é estimulado primariamente por quatro elementos:

◆ Morfologia do negro de fumo

◆ Concentração de negro de fumo na fibra

◆ Qualidade de dispersão do negro de fumo na fibra

(relacionada à facilidade de diluição do masterbatch e à dispersabilidade do negro de fumo)

◆ Características da fibra como título, brilho e textura

As Figuras 2 e 3 ilustram o desempenho de cor dos negros de fumo especiais BLACK PEARLS 5560 e 4560i. Para comparação com outros produtos da Cabot, entre em contato com um de nossos representantes.

19,0 18,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16,0 15,5 15,0 COL ORÍMETRO DE HUNTER (L*) 1,0

QUANTIDADE DE NEGRO DE FUMO (% EM PESO)

Figura 2: Desempenho de cor de fibras de poliéster contendo negros de fumo Cabot vs. quantidade de negro de fumo

■ BLACK PEARLS 5560 ■ BLACK PEARLS 4560i

negro de fumo especial negro de fumo especial

■ BLACK PEARLS 5560 ■ BLACK PEARLS 4560i

negro de fumo especial negro de fumo especial

Mais clara

Mais escura

1,5 2,0

Título da fibra = 3,6 Dtex Semi-mate Fibra texturizada 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0 22,5 22,0 21,5 15,0 COL ORÍMETRO DE HUNTER (L*) 1,7

TÍTULO DA FIBRA (Dtex)

Figura 3: Desempenho de cor de fibras de poliéster contendo negros de fumo Cabot vs. título da fibra Mais clara Mais escura 3,6 4,2 Carga de pigmento = 1,0% Semi-mate Fibra simples

Pureza do negro de fumo

Negros de fumo com alta pureza e que também possam ser bem dispersos auxiliam os produtores de fibras a alcançar excelentes níveis de filtrabilidade e flexibilidade das composições. Essas características podem facilitar o alcance de corridas mais longas e mais eficientes, com um mínimo de quebras das fiadoras. Nossos negros de fumo especiais BLACK PEARLS® _{5560, 4560i e 3560 foram desenvolvidos para} oferecer, constantemente, pureza física e dispersabilidade excepcionais. A filtrabilidade de uma composição correlaciona-se com o rendimento e a eficiência da produção da fibra. Baixa filtrabilidade da composição reduz a vida operacional dos dois filtros (ou seja, o sistema de filtração central do polímero, ou CPF, e o filtro de compactação do fio (spin-pack)) geralmente instalados nas linhas de produção de fibras de poliéster antes das fieiras. A flexibilidade refere-se à capacidade de uma

composição resistir à quebra do filamento durante o processo de fiação e conseguir um maior rendimento em fios.

As Figuras 4 e 5 ilustram as relações teóricas entre a filtrabilidade e a flexibilidade, medidas pela alteração da pressão do filtro ao longo do tempo, de uma resina pura, de uma composição contendo um negro de fumo especial padrão e uma composição contendo um negro de fumo especial de alta pureza, como o BLACK PEARLS 5560, 4560i ou 3560. Os resultados de desempenho variam muito dependendo de diversos fatores, entre eles o método e o equipamento de composição, além de outros fatores, mas uma composição que tenha incorporado um negro de fumo especial de alta pureza geralmente terá desempenho muito melhor do que uma que contenha um negro de fumo padrão.

PRESSÃ

O

TEMPO (dias)

Figura 5: Variação da pressão do filtro de spin-pack teórica vs. tempo

Figura 4: Variação da pressão CPF teórica vs. tempo

PRESSÃ

O

TEMPO (horas)

Resina de poliéster com: ■ SEM NEGRO DE FUMO

■ NEGROS DE FUMO ESPECIAIS DE ALTA PUREZA

■ NEGROS DE FUMO PADRÃO DE ALTA PUREZA Resina de poliéster contendo quantidades iguais de negros de fumo especiais e padrão de alta pureza

Processabilidade

A processabilidade refere-se à facilidade com que um negro de fumo é incorporado a uma composição. Esta é uma questão-chave

na formulação da composição e entendemos a necessidade de criar negros de fumo que ofereçam o desempenho adequado,

além de um alto grau de processabilidade nas três dimensões:

◆ Dispersabilidade

◆ Viscosidade do Masterbatch e quantidade máxima de negro de fumo ◆ Compatibilidade com o polímero

Dispersabilidade

Uma boa dispersabilidade é fundamental para que se obtenham os importantes atributos de produto e de processamento nas aplicações em fibras e têxteis:

◆ Filtrabilidade e flexibilidade ◆ Desempenho de cor

◆ Mínimo impacto sobre as propriedades mecânicas do polímero de base

Cada uma dessas características é influenciada pelo grau de dispersão do negro de fumo, uma medida do grau de uniformidade com que os agregados de negro de fumo estão distribuídos na composição. Uma dispersão ruim leva a uma desaglomeração apenas parcial dos agregados, o que pode provocar obstrução do filtro, quebra das fibras, bem como defeitos mecânicos e de superfície. Em contraste, uma excelente dispersão consegue um alto grau de desaglomeração e facilita a distribuição homogênea do negro de fumo na matriz polimérica, resultando em boa filtrabilidade e flexibilidade.

Viscosidade do Masterbatch e quantidade de negro de fumo

Para aplicações em fibras, nossos negros de fumo são, em geral, formulados em marterbatches, que são depois incorporadas a uma composição utilizada para fiação da fibra. A facilidade de diluição do Masterbatch é uma medida da facilidade com que esta pode ser distribuída ou misturada em um polímero de diluição. A facilidade de diluição de um Masterbatch está ligada à viscosidade, medida pelo seu índice de fluidez a quente (MFI). Comparada a um polímero puro, um masterbatch feita do mesmo polímero com uma dosagem padrão de negro de fumo terá um MFI mais baixo (maior viscosidade). Mas selecionando-se o negro de fumo mais adequado, os formuladores de masterbatch podem ajustá-las de modo a que atendam aos requisitos específicos de diluição.

A Figura 7 mostra que, para uma mesma quantidade de negro de fumo, masterbatches preparadas com o negro de fumo especial

BLACK PEARLS® _{4560i são muito mais fluidas (maior MFI) do que aquelas} que contêm os negros de fumo especiais BLACK PEARLS 3560 e 5560. Sendo assim, masterbatches que contêm o negro de fumo especial BLACK PEARLS 4560i podem conter concentrações mais altas de negro de fumo do que aquelas preparadas com BLACK PEARLS 3560 e 5560, sem apresentar redução de desempenho.

Compatibilidade com o polímero

Oferecemos uma variedade de negros de fumo para serem usados com os sistemas poliméricos mais comuns. Para as aplicações em fibras, os polímeros dominantes são poliéster, náilon e polipopileno; seus

respectivos usos típicos estão descritos na Tabela 1.

MFI ( g/10 min) 10 k g /230 °C AUMENT O DE FL UIDEZ BLACK PEARLS 4560i

Figura 7: MFI de masterbatches de polipropileno contendo negros de fumo especiais de alta pureza da Cabot (35% em peso)

BLACK PEARLS 3560 BLACK PEARLS 5560 60 40 20 0

Tabela 1: Usos comuns das fibras sintéticas

Fibra de poliéster

◆ Filamento têxtil para várias aplicações, incluindo vestuário, decoração e aplicações industriais ◆ Fibras sintéticas para serem incorporadas em misturas de fibras

◆ Filamento têxtil usado para reforço de borracha e tecidos de alta resistência

Fibra de náilon (PA)

◆ Vestuário (p. ex., roupas esportivas, lingerie, meia-calça) ◆ Decoração (p.ex., tapetes)

◆ Produtos industriais (p. ex., redes, cordas e tiras de pneus)

Fibra de polipropileno (PP)

◆ Tecido não tecido ◆ Decoração

Dados do produto

NEGROS DE FUMO ESPECIAIS PARA FIBRAS SINTÉTICAS E TECIDOS

Negros de fumo

especiais Descrição

Negros de fumo especiais de alta pureza

BLACK PEARLS® ₅₅₆₀ Alto jetness, negro de fumo especial para aplicação em fibras, que oferece bom tom azul e pureza excepcional

para fibras com denier fino

BLACK PEARLS 4560i Negro de fumo especial, que fornece pureza e processabilidade superiores (cargas MB mais altas) para

aplicações em fibras

BLACK PEARLS 3560 Negro de fumo especial, que oferece um equilíbrio entre pureza e cor para fibras padrão (p. ex., tapetes de alto _{acabamento, filamentos brutos)} Negros de fumo especiais de pureza padrão

ELFTEX® ₅₇₀ Negro de fumo especial multipropósito para desempenho de cor e proteção contra raios UV/intempéries em

aplicações plásticas, incluindo fibras sintéticas em mechas

Os nomes BLACK PEARLS, ELFTEX e REGAL são marcas registradas da Cabot Corporation.

Os dados e as conclusões aqui contidos baseiam-se em trabalho que acreditamos ser confiável, mas a Cabot não pode e não garante que resultados e/ou conclusões semelhantes serão obtidos por outros. Essas informações são fornecidas somente para conveniência e para fins informativos. Não fornecemos nenhuma garantia explícita ou implícita quanto a essas informações ou a qualquer produto ao qual elas estejam relacionadas. Essas informações podem conter imprecisões, erros ou omissões e a CABOT NÃO FORNECE GARANTIAS EXPRESSAS OU IMPLÍCITAS, INCLUINDO DE COMERCIALIZAÇÃO OU ADEQUAÇÃO A UM DETERMINADO FIM EM RELAÇÃO A (I) TAIS INFORMAÇÕES, (II) QUALQUER PRODUTO OU (III) VIOLAÇÃO DE PROPRIEDADE INTELECTUAL. Em nenhuma hipótese a Cabot será responsabilizada e, portanto, a Cabot não aceita e rejeita a responsabilidade por quaisquer indenizações em relação ao uso ou à confiança nestas informações ou a qualquer produto ao qual elas se refiram.

Referências adicionais

Este Guia de aplicação do produto fornece informações específicas sobre nossos negros de fumo especiais para aplicação em fibras e têxteis. Para outras recomendações de produtos para aplicações específicas e informações mais gerais sobre nosso portfólio de produtos, visite o site cabotcorp.com ou entre em contato com o seu representante Cabot.

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