BR112018070352B1

BR112018070352B1 - Fibra de poliamida biodegradável, processo para obter tal fibra e artigo de poliamida produzido a partir da mesma

Info

Publication number: BR112018070352B1
Application number: BR112018070352-4A
Authority: BR
Inventors: Renata REDONDO BONALDI; Gabriel Gorescu; Pierre Hansu Pak; Richard Macret
Original assignee: Rhodia Brasil S.A
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2022-09-06
Also published as: IL261843A; EP3440243A2; JP2019513911A; KR20180123578A; US20200299867A1; PT3440243T; KR102609367B1; BR112018070352A2; EP3440243B1; IL261843B; ES2926676T3; CN109072490A; WO2016079724A3; WO2016079724A2

Abstract

A presente invenção se refere a uma fibra de poliamida biodegradável. A presente invenção também revela um método para obter tal fibra e artigos produzidos a partir da mesma. A fibra de poliamida biodegradável da invenção pode ser obtida adicionando-se um agente de biodegradação durante a extrusão por fiação por fusão de uma poliamida específica descrita abaixo.

Description

RESUMO

[0001] A presente invenção se refere a uma fibra de poliamida biodegradável. A presente invenção também revela um método para obter tal fibra e artigos produzidos a partir da mesma. A fibra de poliamida biodegradável da invenção pode ser obtida adicionando-se um agente de biodegradação durante a extrusão por fiação por fusão de uma poliamida específica descrita abaixo.

ANTECEDENTES

[0002] Sustentabilidade, ciclo de vida mais curto, baixo impacto ambiental, recursos renováveis e química ecologicamente correta são novos princípios que estão guiando o desenvolvimento da próxima geração de materiais, produtos e processos. Há um esforço mundial crescente no desenvolvimento de produtos sustentáveis que sejam biodegradáveis e, tão frequentemente quanto possível, produzidos a partir de recursos renováveis (de base biológica) e com um ciclo de vida muito mais curto e menor impacto ambiental.

[0003] Os polímeros biodegradáveis foram desenvolvidos e comercializados posteriormente como polímeros à base de amido, ácido polilático (PLA), poli(ácido látic-co- glicólico) (PLGA), carbonato de polipropileno (PPC), policaprolactona (PCL), poli-hidroxialcanoato (PHA), quitosana, glúten, poliésteres como succinato de polibutileno (PBS), adipato de polibutileno (PBA), succinato-adipato de polibutileno, succinato-sebacato de polibutileno ou tereftalato-coadipato de polibutileno.

[0004] Foram feitas diversas tentativas para intensificar a biodegradação de polímeros em geral, por exemplo, misturando-se o polímero com polímeros biodegradáveis como PLA, PVA, amido, fibras naturais ou poliéster biodegradável, ou incorporando-se aditivos biodegradáveis durante a polimerização e/ou extrusão a fim de tornar os mesmos biodegradáveis, como adicionando-se aditivos oxobiodegradáveis, hidroperóxidos, microrganismos, prodegradantes e aditivos “quimioatrativos”. Os aditivos oxobiodegradáveis e prodegradantes tendem a reduzir as propriedades mecânicas e químicas do polímero durante seu tempo de vida a medida que aceleram a fotodegradação e degradação de oxigênio.

[0005] Ademais, os mesmos são compostos principalmente de metais de transição, causando problemas de ecotoxicidade ao ambiente. Portanto, os mesmos não são adequados para aplicações têxteis.

[0006] Além disso, os polímeros como PLA, PHB, PHA, polímeros a base de amido e assim por diante, não oferecem altas propriedades mecânicas e químicas devido a seu baixo ponto de fusão, baixa resistência à hidrólise, fotodegradação e degradação térmica mais elevadas, e os mesmos são frágeis e solúveis em água. Portanto, os mesmos não oferecem propriedades adequadas para aplicações têxteis, e tendem a perder suas propriedades mecânicas durante o tempo de vida do artigo têxtil. Além disso, as fibras com base naturalmente biológica e altamente biodegradáveis como algodão, lã e seda não fornecem as propriedades desejadas oferecidas pelas fibras sintéticas como a durabilidade, força e comportamento termoplástico.

[0007] Isso explica o porquê que há uma demanda para aumentar a biodegradabilidade dos polímeros, especialmente poliamidas devido às suas surpreendentes propriedades mecânicas e químicas.

[0008] O interesse comercial em poliamidas, particularmente com base em fibras e fios usados em produtos têxteis como roupas íntimas, roupas esportivas, roupas de lazer e roupas de dormir, tem aumentado amplamente devido às suas vantagens em termos de propriedades de manutenção fácil, secagem rápida, alta durabilidade, excelentes propriedades físicas, resistência à abrasão, absorção de umidade equilibrada, boa elasticidade, leveza, conforto e suavidade. A poliamida, também conhecida como náilon, é um polímero de condensação linear composto por ligações primárias repetidas de grupo amida. Uma fibra de poliamida é geralmente produzida por extrusão por fiação por fusão e está disponível em forma de fibra descontínua, estirada, monofilamento, multifilamento, plana ou texturizada. As poliamidas são polímeros semicristalinos. O grupo amida -(-CO-NH-)- fornece ligações de hidrogênio entre cadeias intermoleculares de poliamida, fornecendo alta resistência em temperaturas elevadas, dureza em baixas temperaturas, resistência ao desgaste e abrasão, baixo coeficiente de atrito e boa resistência química. Essas propriedades fizeram das poliamidas uma das mais fortes de todas as fibras produzidas pelo homem. No entanto, as poliamidas a base de fóssil, assim como poliamidas de base biológica, normalmente levam décadas para biodegradar totalmente mediante o descarte. De acordo com a Agência de Proteção Ambiental (EPA), os polímeros tradicionais se biodegradam em aterro e ambientes de compostagem dentro de 30 a 50 anos.

[0009] O documento EP 2 842 406 A1 revela uma alternativa para modificar as fibras de poliamida introduzindo-se aminoácidos como glicina durante a polimerização. A desvantagem dessa abordagem é que a mesma leva à degradação mecânica devido às alterações no polímero durante a polimerização, como redução significativa do peso molecular, viscosidade, resistência à tração e alongamento. O documento EP 2 842 406 A1 também mostra o desempenho e a durabilidade reduzidos do produto (linha de aparador) quando exposto às condições externas.

[0010] Uma outra abordagem é relatada para aumentar a biodegradação da poliamida mesclando-se a mesma com álcool polivinílico (PVA) ou PLA, conforme mostrado no documento CN 1490443 A. Mas altas quantidades de PLA (por exemplo, > 50 % em peso) são necessárias. Além disso, um agente de compatibilização é normalmente necessário para mesclar a poliamida e o PLA por meio de extrusão.

[0011] Portanto, as abordagens atuais tendem a alterar as propriedades mecânicas e químicas modificando, desse modo, as características de secagem do artigo têxtil. As mesmas também exibem biodegradação em condições externas (por exemplo, fotodegradação) e requerem quantidades muito mais altas de aditivo. Desse modo, as mesmas não são suficientemente aplicadas aos artigos têxteis.

[0012] Em vista do exposto acima, há uma necessidade de uma fibra de poliamida biodegradável com propriedades superiores para aplicações têxteis.

[0013] Portanto, um dos objetivos da presente invenção é fornecer uma fibra de poliamida e artigo produzido a partir da mesma com taxa de biodegradação aumentada. A fibra de poliamida deve reter as características de poliamida originais como viscosidade (IVN), grupos amino terminal (ATG), grupos carboxílico terminal (CTG) e propriedades mecânicas preservando, desse modo, as propriedades da poliamida necessárias para aplicações têxteis.

[0014] Em outras palavras, a presente invenção visa encontrar uma solução para obter uma fibra de poliamida biodegradável para aplicações de artigo têxtil. Tal fibra de poliamida deve reter as propriedades químicas e mecânicas necessárias para o tempo de vida do artigo têxtil e deve, portanto, exibir biodegradabilidade apenas quando em contato com o ambiente de descarte.

[0015] A presente invenção também visa fornecer um método para obter tal fibra de poliamida biodegradável, e demonstra claramente a taxa de biodegradabilidade por meio de metodologias de teste padrão, intervalos de tempo específicos e vias de descarte. Vantajosamente, a invenção deve propor tanto uma fibra de base biológica quanto uma fibra de poliamida biodegradável com propriedades mecânicas e tempo de vida de armazenamento bons.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0016] A presente invenção fornece, então, uma fibra de poliamida biodegradável que compreende: • Uma poliamida que tem uma higroscopicidade delta de pelo menos 4 %, • Um agente de biodegradação.

[0017] De fato, foi surpreendentemente constatado que o uso de uma poliamida específica caracterizada pelo fato de que tem uma higroscopicidade delta mínima de 4 %, em combinação com um agente de biodegradação acelera consideravelmente a biodegradação de um artigo de poliamida até um tal ponto de modo a reduzir significativamente seu impacto ambiental sem afetar adversamente suas propriedades têxteis desejadas e tempo de vida de armazenamento. Um atributo importante da invenção é o fato de que a fibra de poliamida resultante exibe as mesmas propriedades mecânicas desejadas, e têm tempos de vida de armazenamento efetivamente semelhantes aos produtos sem o agente biodegradável, e ainda, quando descartados, têm capacidade de se metabolizar parcialmente em biomassa inerte pelas comunidades de microrganismos anaeróbicos e aeróbicos comumente encontrados em qualquer lugar na Terra.

[0018] A presente invenção também visa um método para obter a dita fibra de poliamida biodegradável, em que o agente biodegradável é introduzido na fibra de poliamida durante a extrusão por fiação por fusão.

[0019] Também, o presente invenção propõe um artigo de poliamida que compreende a fibra de poliamida biodegradável conforme definido acima e abaixo nos parágrafos a seguir; e um método para obter tal artigo de poliamida, em que a fibra de poliamida da invenção é transformada por texturização, estiramento, urdidura, tricô, tecelagem, processamento de não tecido, fabricação de artigos de vestuário ou uma combinação dos mesmos.

[0020] Então, um outro objetivo da presente invenção é o uso de uma poliamida que tem uma higroscopicidade delta de pelo menos 4 % em combinação com um agente de biodegradação a fim de intensificar as propriedades de biodegradabilidade da poliamida produzida a partir do mesmo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Definições

[0021] A expressão “fibra de poliamida”, no contexto da presente invenção, é o termo genérico que inclui os seguintes artigos de fiação: uma fibra, um monofilamento, um multifilamento e um fio. Um “artigo de poliamida” de acordo com a invenção é uma fibra de poliamida transformada ou tratada e inclui fibras descontínuas, qualquer novelo ou qualquer composição têxtil de fibra de poliamida, especialmente panos e/ou peças de vestuário. Na descrição abaixo, os termos “fibra”, “fio” e “filamento” podem ser usados indiferentemente, sem alterar o significado da invenção.

[0022] O termo “taxa de biodegradação” se refere ao tempo para que um artigo de poliamida se biodegrade até um grau específico. Por exemplo, uma taxa de biodegradação de 5 % em 30 dias significa que os biogases emitidos (CO2 + CH4) representam 5 % em peso do teor de carbono original da amostra. A taxa de biodegradação é medida de acordo com o padrão de teste ASTM D5511.

[0023] O termo “higroscopicidade delta” é a diferença entre a taxa de absorção de umidade da poliamida após 24 h a 30 °C e 90 % de Umidade Relativa (UR) e a taxa de absorção de umidade da poliamida após 24 h a 20 °C e 65 % de Umidade Relativa (UR). A taxa de absorção de umidade da poliamida é calibrada por meio de secagem da poliamida por 2 horas a 105 °C antes de colocar a mesma nas duas condições de temperatura e umidade acima. Por exemplo, o teste a seguir é adequado para medir a higroscopicidade delta:

[0024] Cerca de 2 gramas de poliamida são colocados em uma garrafa de pesagem e secos por 2 h a 105 °C. A garrafa de pesagem é, então, pesada (peso W3). A garrafa de pesagem é, então, colocada em uma câmara climática por 24 h a 20 °C e 65 % de UR. O peso da amostra é novamente medido (peso W1). A garrafa de pesagem é, então, colocada em uma câmara climática por 24 h a 30 °C e 90 % de UR. O peso da amostra é novamente medido (peso W2). A higroscopicidade delta é medida pela seguinte equação: MR1= (W1 - W3) / W3, MR2 = (W2 - W3) / W3.

[0025] A diferença da taxa de absorção de umidade (Higroscopicidade delta = A MR) é obtida por A MR = MR2 - MR1.

[0026] O termo “agente de biodegradação” é compreendido para significar um concentrado de aditivos de conversão em biodegradáveis, que são normalmente usados na forma de líquido, sólido ou mistura-padrão em pó. O termo “mistura- padrão” se refere a um concentrado de aditivo dentro de uma matriz polimérica, mais comumente na forma de péletes. A mistura-padrão é usada para introduzir aditivos nos polímeros durante o processamento de modo a obter dispersão e homogeneidade maiores.

Fibra de poliamida biodegradável

[0027] Poliamida que tem uma higroscopicidade delta de pelo menos 4 %.

[0028] A poliamida é uma poliamida alifática composta do tipo de AB e/ou AABB. A mesma é vantajosamente selecionada no grupo que consiste em: poliamida 4, poliamida 4.6, poliamida 4.10; poliamida 5.X, sendo que X é um número inteiro de 4 a 16; poliamida 6, poliamida 6.6, poliamida 6.9, poliamida 6.10; poliamida 6.12; poliamida 10.10; poliamida 10.12; poliamida 11; poliamida 12; poliamida 12.12; e misturas das mesmas, contanto que essas poliamidas sejam modificadas quando necessário para alcançar uma higroscopicidade delta de pelo menos 4 %.

[0029] As poliamidas acima são bem conhecidas na técnica e estão comercialmente disponíveis. As mesmas são obtidas por meio de policondensação de uma mistura de monômeros de diácidos e diaminas ou um sal dos mesmos, que estão comercialmente disponíveis. As diaminas e diácidos de poliamida do tipo AABB pertencem ao grupo de tetrametilenodiamina (1,4-diaminobutano ou putrescina), hexametilenodiamina (1,6-hexanodiamina), dodecametilenodiamina (1,12-diaminododecano), ácido hexanodioico (ácido adípico), ácido nonanodioico (ácido azelaico), ácido decanodioico (ácido sebácico), ácido undecanodioico, ácido dodecanodioico. Os monômeros da poliamida do tipo AB pertencem ao grupo da caprolactama, 11-aminoundecanoamida, dodecanolactama ou laurolactama.

[0030] A poliamida 5.X é produzida a partir de pentametilenodiamina e um ácido (ou ácidos) dicarboxílico alifático como matérias-primas. A lista de ácidos dicarboxílicos potenciais é a seguinte: ácido butanodioico (ácido succínico), ácido pentanodioico (ácido glutárico), ácido hexanodioico (ácido adípico), ácido heptanodioico (ácido pimélico), ácido octanodioico (ácido subérico), ácido nonanodioico (ácido azelaico), ácido decanodioico (ácido sebácico), ácido undecanodioico, ácido dodecanodioico, ácido brassílico, ácido tetradecanodioico, ácido pentadecanodioico, ácido hexadecanodioico. Todos esses diácidos estão comercialmente disponíveis.

[0031] As poliamidas 5.X têm a vantagem de poderem ser produzidas a partir de biomassa, de acordo com a norma ASTM6866. Conforme a pentametilenodiamina também pode ser preparada a partir de biorrecursos de acordo com a norma ASTM6866, a poliamida resultante pode ser pelo menos 40 % e até 100 % produzida a partir de biorrecursos.

[0032] Quando é necessário obter a higroscopicidade delta de pelo menos 4 %, a poliamida pode ser química ou fisicamente modificada. Quando quimicamente modificada, isso pode ser por meio de adição de modificadores hidrofílicos como polímeros solúveis em água como polivinilpirrolidona, grupos polares sulfonato como ácido sulfônico orgânico; por meio de copolimerização da dita poliamida com grupos oxietileno ou grupos poliéter amina; por meio do aumento da proporção de regiões amorfas. Quando fisicamente modificada, se faz geralmente aumentando-se a área de superfície da fibra e, consequentemente, a superfície de absorção de água, como tendo uma estrutura de fibra com altas porosidade e capilaridade. Vantajosamente, a poliamida pode ser modificada por meio de adição de modificadores hidrofílicos como polímeros solúveis em água como polivinilpirrolidona, grupos polares sulfonato como ácido sulfônico orgânico; ou por meio de copolimerização da dita poliamida com grupos oxietileno ou grupos poliéter amina.

[0033] Exemplos de poliamidas que requerem tal modificação são a poliamida 4, poliamida 4.6, poliamida 4.10; poliamida 5.10; poliamida 6, poliamida 6.6, poliamida 6.9, poliamida 6.10; poliamida 6.12; poliamida 10.10; poliamida 10.12; poliamida 11; poliamida 12; poliamida 12.12; e misturas dos mesmos.

[0034] Uma poliamida particularmente preferencial é a poliamida 5.6. De fato, a primeira poliamida 5.6 não precisa ser modificada para obter a higroscopicidade delta mínima de 4 %, então, essa poliamida mostra sinergia positiva com o agente de biodegradação quando comparada à poliamida 6.6 convencional. Além disso, essa poliamida tem base biológica de acordo com o padrão de teste ASTM D6866.

[0035] A poliamida 5.6 (Náilon 5.6) ou poli(pentametileno adipamida) é preparada a partir de pentametilenodiamina e ácido adípico como matérias-primas.

[0036] O teor de grupos amino terminal (ATG) das poliamidas usada na presente invenção é vantajosamente de 25 a 60 equivalentes/ton, e os grupos carboxila terminal (CTG) são vantajosamente de 45 a 90 equivalentes/ton. Esses teores dos grupos amino/carboxila terminal são medidos de acordo com a metodologia explicada doravante na parte experimental.

[0037] A poliamida 5.6 preferencial pode ter um índice de viscosidade (IVN) na faixa de 100 a 200 ml/g, de preferência, entre cerca de 120 e 170. Esse IVN é medido de acordo com o padrão ISO 307, que é explicado a seguir na parte experimental.

[0038] Uma poliamida 5.6 particularmente preferencial, de acordo com a presente invenção, tem um IVN (índice de viscosidade) de 138 a 142 e um ATG (grupos amino terminal) de 38 a 42.

[0039] A higroscopicidade delta da poliamida de acordo com a invenção é no mínimo 4 %, vantajosamente na faixa de 4 a 10 % e, com mais preferência, de 5 a 8 %.

Agente de biodegradação

[0040] Os aditivos de conversão em biodegradáveis são normalmente usados para aumentar a taxa de biodegradação de polímeros que têm uma taxa de biodegradação muito lenta. As diversas abordagens foram usadas recentemente, como com o uso de aditivos oxobiodegradáveis, polímeros biodegradáveis e prodegradantes.

[0041] Os aditivos de oxobiodegradação reivindicam a degradação por meio de uma combinação de oxidação e biodegradação. A incorporação de oxigênio na cadeia principal polimérica de cadeia de carbono resulta na formação de grupos funcionais como ácidos carboxílicos ou hidrocarboxílicos, ésteres assim como aldeídos e álcoois, que aumentam a hidrofilicidade do polímero. A oxidação é acelerada por meio de fotodegradação e degradação térmica. A fotodegradação é obtida por meio de absorção de UV e formação de radicais livres.

[0042] Os prodegradantes são aditivos com capacidade de acelerar a reação do polímero com oxigênio atmosférico e incorporar átomos de oxigênio nas cadeias poliméricas. Os aditivos de prodegradante mais relatados são os sais de metal de transição como ferro, cobalto e manganês. Os mesmos têm capacidade de catalisar a decomposição de hidroperóxidos em radicais livres. Outros aditivos de prodegradante incluem sais de metal de transição de ésteres de ácido graxo, amidas e ditiocarbamatos (por exemplo, estearato de manganês, acetato de cobalto, estearato de cobalto, oleato cúprico e acetato férrico); ferroceno; óxidos metálicos como Ti02 e ZnO; álcoois ou ésteres insaturados; benzofenonas; Y-pironas; β-dicetonas; poli- isobutileno; aminas selecionadas (por exemplo, hexamina, amina guanidina); peróxidos e hidroperóxidos. Os aditivos mencionados acima não são adequados para aplicações têxteis devido à degradação de oxigênio, fotodegradação e degradação térmica, que leva à redução das propriedades durante o tempo de serviço dos têxteis. Além disso, os mesmos não são ecologicamente corretos e fornecem problemas ecotoxicológicos ao solo.

[0043] Os polímeros biodegradáveis, por outro lado, são usados para tornar o polímero biodegradável ao degradar rapidamente e, por isso, deixando para trás uma estrutura porosa e do tipo esponja com uma alta área superficial e baixa resistência estrutural. A matriz polimérica começa, então, a ser degradada por meio de um ataque enzimático, causando a cisão do polímero em moléculas menores que são digeridas mais facilmente pelos microrganismos. As abordagens mais comuns são o uso de polímeros biodegradáveis que foram desenvolvidos e comercializados posteriormente como polímeros à base de amido, ácido polilático (PLA), poli(ácido látic-co-glicólico) (PLGA), carbonato de polipropileno (PPC), policaprolactona (PCL), poli-hidroxialcanoato (PHA), quitosana, glúten, copoliésteres ou poliésteres alifáticos-aromáticos como succinato de polibutileno (PBS), adipato de polibutileno (PBA), succinato-adipato de polibutileno, succinato- sebacato de polibutileno ou tereftalato-coadipato de polibutileno. Infelizmente, maiores quantidades são necessárias para tornar o polímero biodegradável, os aditivos de compatibilização e plastificação também são necessários.

[0044] Na presente invenção, o agente de biodegradação é, de preferência, baseado em aditivos “quimioatrativos”. Esses aditivos atraem os microrganismos fornecendo-se alimento aos mesmos. Os aditivos adicionais também podem ser incluídos como agentes de expansão, ácido carboxílico, micróbios especiais e assim por diante.

[0045] Os agentes de biodegradação não limitantes exemplificativos adequados para uso como agentes de biodegradação na composição, métodos e usos da presente invenção são totalmente revelados no pedido de patente publicado US 2008/0103232 de Lake et al. Algumas extrações e conteúdo dessa patente são incorporados ao presente documento a título de referência e podem representar claramente o agente de biodegradação usado na presente invenção.

[0046] A poliamida de base biológica da presente invenção fornece suscetibilidade aumentada para biodegradação incorporando-se um agente de biodegradação na fibra de poliamida. O agente de biodegradação é vantajosamente uma mistura-padrão que compreende aditivos que incluem, mas sem limitação: 1. Composto quimioatrativo ou de quimiotaxia 2. Ácido glutárico ou seus derivados 3. Composto de ácido carboxílico com comprimento de cadeia de 5-18 carbonos 4. Polímero biodegradável 5. Resina carreadora 6. Agente de expansão

[0047] Em uma modalidade, o agente de biodegradação compreende um agente quimioatrativo ou de quimiotaxia para atrair micróbios que consiste em açúcares que não são metabilizados por meio de bactérias, cumarina ou furanona. Exemplos de furanonas incluem misturas de isômero de 3,5 dimetilientenil di-hidro 2(3H)furanona, emoxifurano e N- acil-homoserina lactonas ou uma combinação dos mesmos. Exemplos de açúcares incluem galactose, galactonato, glicose, succinato, malato, aspartato, serina, fumarato, ribose, piruvato, oxalacetato e outras estruturas de L- açúcar e estruturas de D-açúcar, mas sem limitação. Em uma modalidade preferencial, a quimiotaxia positiva como um pélete de tereftalato de polietileno perfumado, D-açúcares de amido não metabolizados pelos micróbios ou furanona que atrai micróbios ou qualquer combinação dos mesmos são usados. Em um aspecto, o composto de furanona está em uma faixa igual ou maior que 0-20 % em peso. Em um outro aspecto, o composto de furanona é 20-40 % em peso, ou 40-60 % em peso, ou 60-80 % em peso ou 80-100 % em peso do aditivo total.

[0048] Em uma outra modalidade, o agente de biodegradação compreende um ácido glutárico ou seus derivados. Em um aspecto, o composto de ácido glutárico pode ser ácido propilglutárico por exemplo, mas sem limitação. O ácido glutárico está na faixa igual ou maior que 0-20 % em peso do aditivo total. Em um outro aspecto, o ácido glutárico é 20-40 % em peso, ou 40-60 % em peso, ou 60-80 % em peso ou 80-100 % em peso, 20-40 %, 40-60 %, 60-80 % ou 80-100 % em peso do aditivo total.

[0049] Em ainda uma outra modalidade, o composto de ácido carboxílico é, de preferência, composto de ácido hexadecanoico e está na faixa igual ou maior que 0-20 % em peso do aditivo total. Em um outro aspecto, o ácido hexadecanoico é 20-40 % em peso, ou 40-60 % em peso, ou 6080 % em peso ou 80-100 % em peso, 20-40 %, 40-60 %, 60-80 % ou 80-100 % em peso do aditivo total.

[0050] Em ainda uma outra modalidade, o agente de biodegradação compreende um polímero biodegradável que pertence ao grupo de ácido polilático, poli(ácido látic-co- glicólico), carbonato de polipropileno, policaprolactona, poli-hidroxialcanoato, quitosana, glúten, e um ou mais poliésteres alifáticos/aromáticos como succinato de polibutileno, succinato-adipato de polibutileno, succinato- sebacato de polibutileno ou tereftalato-coadipato de polibutileno, ou uma mistura dos mesmos. Em uma modalidade preferencial, o polímero de biodegradação é o polímero de policaprolactona. O polímero de policaprolactona pode ser selecionado a partir, mas sem se limitar ao grupo de poli- e-caprolactona, policaprolactona, poli(ácido lático), poli(ácido glicólico), poli (ácido látic-co-glicólico). O polímero de policaprolactona está na faixa igual ou maior que 0-20 % em peso do aditivo total. Em um outro aspecto, a policaprolactona é 20-40 % em peso, ou 40-60 % em peso, ou 60-80 % em peso ou 80-100 % em peso, 20-40 %, 40-60 %, 6080 % ou 80-100 % em peso do agente de biodegradação.

[0051] Em ainda uma outra modalidade, a resina carreadora é composta de qualquer polímero que seja quimicamente compatível com poliamida e que permita a dispersão do aditivo. Com máxima preferência, a resina carreadora é composta de poliamida 6, poliamida 66 e misturas das mesmas, em que os aditivos são misturados em estado fundido para formar péletes de mistura-padrão. A resina carreadora e os péletes de mistura-padrão auxiliam na colocação do aditivo de biodegradação na fibra de poliamida com base biológica para ser tornado biodegradável de uma maneira uniforme para garantir a biodegradação adequada.

[0052] Em ainda uma outra modalidade, o agente de expansão é composto de agente de expansão organoléptico como fibra natural, coloide cultivado, ciclo-dextrina, Ácido polilático, etc. O agente de expansão organoléptico natural ou produzido pelo homem está na faixa igual ou maior que 0-20 % em peso do aditivo. Em um aspecto, o agente de expansão organoléptico é 20-40 % em peso, ou 4060 % em peso, ou 60-80 % em peso ou 80-100 % em peso do agente de biodegradação total.

[0053] Em uma modalidade preferencial, o agente de biodegradação pode compreender uma mistura de um composto de furanona, um ácido glutárico, um composto de ácido hexadecanoico, um polímero de policaprolactona, agente de expansão organoléptico (fibra natural, coloide cultivado, ciclo-dextrina, ácido polilático, etc.) e uma resina carreadora.

[0054] Em ainda uma outra modalidade, o agente de biodegradação compreende adicionalmente um micróbio com capacidade de digerir o artigo de poliamida. Em ainda uma outra modalidade, o agente de biodegradação compreende adicionalmente dipropileno glicol. Em ainda uma outra modalidade, o agente de biodegradação compreende adicionalmente derivados de soja, como éster metílico de soja. Em ainda uma outra modalidade, o agente de biodegradação compreende adicionalmente um ou m ais antioxidantes que são usados para controlar a taxa de biodegradação.

[0055] Os agentes de biodegradação são conhecidos por aqueles versados na técnica e estão comercialmente disponíveis como misturas-padrão sólidas, líquidas ou em pó como “Eco-One®” da EcoLogic® LLC; “SR5300” da ENSO Plastics; “EcoPure” da Bio-Tec Environmental; “ECM masterbatch pellets” da ECM biofilms; “BioSphere” da BiosPhere Plastic; “Enso Restore” da ENSO Plastics; “MECO1” da Hybrid Green.

[0056] A fibra de poliamida com base biológica de acordo com a invenção tem maior taxa de biodegradação quando o agente de biodegradação estiver presente em uma quantidade de cerca de 1,0 % a 5,0 %, de preferência, cerca de 2,0 a 3,0 % em peso do peso total da fibra de poliamida. O melhor modo é quando o agente de biodegradação, em particular, a mistura-padrão “Eco-One®” comercial estiver presente em uma quantidade de 1,5 % a 2,5 % em peso do peso total da fibra de poliamida.

[0057] Acredita-se que o agente de biodegradação intensifique a biodegradabilidade de artigos de poliamida de outro modo não biodegradável através de uma série de processos químicos e biológicos quando dispostos em um ambiente rico em micróbios, como um aterro biologicamente ativo ou digestores anaeróbicos. O processo de biodegradação começa com agentes de expansão que, quando combinados com calor e umidade, expandem a estrutura molecular da poliamida. O agente de biodegradação faz com que a poliamida seja uma fonte de alimento atrativa para determinados micróbios do solo, encorajando a poliamida a ser consumida mais rapidamente do que as poliamidas sem o agente de biodegradação. A combinação dos compostos bioativos mencionados anteriormente no presente documento atrai uma colônia de microrganismos que quebram as ligações químicas e metabolizam a poliamida através de processos microbianos naturais.

[0058] O agente de biodegradação requer a ação de determinadas enzimas para o processo de biodegradação começar, então, os artigos de poliamida que contêm o agente de biodegradação não começaram a biodegradar durante o uso destinado do artigo descrito no presente documento. De fato, a introdução de um agente biodegradável na fibra de poliamida com base biológica leva a uma taxa maior de biodegradação enquanto mantém as propriedades mecânicas e químicas necessárias da fibra para aplicações têxteis e durante o tempo de vida do artigo têxtil. O processo de biodegradação ocorre de modo aeróbico ou anaeróbico em vias de gerenciamento de refugo bem conhecidas.

A fibra

[0059] A fibra de poliamida biodegradável de acordo com a invenção tem, vantajosamente, um dtex global de cerca de 40 a 300, e um dpf (dtex por filamento) de cerca de 1 a 5. A tenacidade (no rompimento) é de 30 a 80 cN/dtex. O alongamento (no rompimento) é de 20 % a 90 %.

Processo para obter uma fibra de poliamida biodegradável

[0060] A invenção também proporciona um método para a obtenção da fibra de poliamida biodegradável, conforme descrito acima. O método envolve introduzir pelo menos um agente de biodegradação na fibra de poliamida por meio de extrusão por fiação por fusão.

[0061] De acordo com a invenção, a expressão “fiação por fusão” é entendida como significando o processo de extrusão de conversão da poliamida em uma forma fundida em fibras de poliamida. A poliamida (ou poliamidas) pode ser alimentada ao dispositivo de fiação por fusão em pélete, pó ou em forma fundida. O método inclui qualquer meio convencional de fiação por extrusão adequado para a extrusão por fiação por fusão de poliamida, sendo que esses meios são bem conhecidos por uma pessoa versada na técnica, como extrusora de parafuso único, extrusora de parafuso duplo, extrusora de dois componentes e cabeçote de fiação de grade. A extrusão por fiação por fusão é adicionalmente definida como sendo LOY (fio orientado para baixo), POY (fio parcialmente orientado), FDY (fio totalmente estirado), FOY (fio totalmente orientado), LDI (industrial de baixo denier) ou HDI (industrial de alto denier).

[0062] De acordo com a modalidade preferencial, a extrusão por fiação por fusão compreende as seguintes etapas: a1. Alimentação com a poliamida como um material fundido, pélete ou pó da entrada de uma extrusora de parafuso, a2. Fusão, homogeneização e pressurização da poliamida, a3. Fiação da poliamida fundida em uma fibra, a4. Resfriamento da fibra e enrolamento, em que o agente de biodegradação é continuamente introduzido durante a etapa a1 como na forma de um pélete, pó ou líquido, de preferência, com o uso de um aparelho de dosagem.

[0063] Conforme mencionado acima, o agente de biodegradação é, de preferência, introduzido continuamente durante a etapa a1 da extrusora de parafuso único. O mesmo pode ser adicionado como um pélete, pó ou forma líquida, por meio de um aparelho de dosagem como uma bomba de dosagem ou um aparelho de alimentação gravimétrico, de preferência, um aparelho de alimentação gravimétrico. A resina carreadora compreende qualquer polímero que seja quimicamente compatível com a poliamida e permita a dispersão adequada do aditivo. Com máxima preferência, a resina carreadora é composta de poliamida 6, poliamida 66 e misturas das mesmas. De acordo com essa modalidade, o agente de biodegradação é misturado por fusão com a poliamida, antes da formação da fibra.

[0064] No método de acordo com a invenção, o agente de biodegradação é vantajosamente introduzido em uma quantidade de 1,0 % a 5,0 %, de preferência, 1,5 a 2,5 % em peso do peso total da fibra de poliamida. Em uma modalidade particularmente preferencial da presente invenção, o agente de biodegradação é continuamente introduzido como um pélete por meio de um aparelho de alimentação gravimétrico e a quantidade adicionada é 2 % em peso do peso total da fibra de poliamida.

[0065] Na etapa a2, a poliamida é fundida, homogeneizada e pressurizada dentro da extrusora de parafuso, de preferência, a uma temperatura de 260 a 310 °C, que é acima da temperatura de fusão da poliamida, e a uma pressão de extrusão de 3 a 7 MPa (30 a 70 bar).

[0066] Então, de acordo com a etapa a3, a poliamida fundida é fiada em fibras (ou fios ou filamentos), de preferência, a uma temperatura de 260 a 310 °C, pressão no conjunto de fiação de 15 a 25 MPa (150 a 250 Bar) e uma taxa de fluxo no conjunto de fiação de 3 a 8 kg/h, com o uso de uma tela de fiação contendo elementos de filtração e uma placa fiadora.

[0067] A etapa a4 é a etapa de resfriamento das fibras (ou fios ou filamentos) até a forma solidificada e enrolamento das fibras de poliamida em bobinas. Um óleo de fiação também pode ser adicionado à fibra nessa etapa.

[0068] Na presente invenção, a extrusora pode ser equipada com um sistema de medição para introduzir polímeros e, opcionalmente, aditivos como misturas-padrão, no polímero principal, na etapa a1 e/ou a2 e/ou a3.

[0069] Os aditivos adicionais podem ser introduzidos durante o método da invenção ou podem estar presentes na poliamida e/ou no agente de biodegradação. Os aditivos são selecionados a partir de: plastificantes, antioxidantes, estabilizadores tais como estabilizadores de calor ou luz, corantes, pigmentos, agentes de nucleação tais como talco, agentes matificantes tais como dióxido de titânio ou sulfeto de zinco, auxiliares de processamento, biocidas, modificadores de viscosidade, catalisadores, minerais emissores de raios infravermelhos distantes, aditivos antiestáticos, aditivos funcionais, agentes clarificadores ópticos, nanocápsulas, aditivos antibacterianos, antiácaros, antifúngicos ou outros aditivos convencionais. Esses aditivos são geralmente adicionados ao polímero ou na etapa a1 e/ou a4 da extrusão por fiação por fusão, em uma quantidade de 0,001 % a 10 % em peso do artigo de poliamida.

Artigo de poliamida

[0070] A fibra de poliamida de acordo com a invenção pode, então, ser transformada em um artigo de poliamida, a saber, um pano têxtil e/ou artigo de vestuário. Um artigo de poliamida de acordo com a invenção, de preferência, é uma fibra, uma fibra descontínua, um novelo, um tecido, um pano não tecido, ou pano de malha, ou um artigo têxtil produzido a partir da fibra de poliamida da invenção (definida acima), ou obtido a partir do processo de acordo com a invenção.

[0071] O artigo têxtil pode ser qualquer artigo têxtil conhecido na técnica, incluindo, mas sem limitação, pano tecido, pano de malha, pano não tecido, cordas, cordões, linha de costura, e assim por diante.

Método para obter um artigo de poliamida

[0072] Os métodos para transformar a fibra de poliamida em um artigo de poliamida como um pano têxtil ou artigo de vestuário são bem conhecidos por uma pessoa versada na técnica. De fato, a fibra de poliamida pode ser transformada em um artigo de poliamida por texturização, estiramento, urdidura, tricô, tecelagem, processamento de não tecido, fabricação de artigos de vestuário ou uma combinação dos mesmos. Esses artigos são subsequentemente usados em um grande número de aplicações, em particular em carpetes, tapetes, estofados, paraquedas, tendas, bolsas, meias, roupas íntimas, roupas esportivas, agasalhos e assim por diante.

Descarte do artigo de poliamida e biodegradabilidade

[0073] Na primeira modalidade, a fibra de poliamida biodegradável, em particular, aquela à base de PA5.6, exibe taxa de biodegradação intensificada em um ambiente anaeróbico como digestor anaeróbico ou aterro anaeróbico, quando se compara a uma referência idêntica na ausência do agente de biodegradação. A fibra de poliamida biodegradável e o artigo produzido a partir da mesma têm substancialmente o mesmo tempo de armazenamento e as mesmas propriedades desejadas que a fibra de poliamida e o artigo produzido a partir da mesma sem o agente de biodegradação. Desse modo, a biodegradação não começa até que o material entre em contato com o ambiente anaeróbico adequado. A poliamida dessa modalidade é composta de poliamida 5.X, sendo que X é um número inteiro de 4 a 16. Com máxima preferência, poliamida 5.6.

[0074] Na segunda modalidade, a fibra de poliamida biodegradável exibe taxa de biodegradação intensificada em um ambiente aeróbico como compostagem ou solo, quando se compara a uma referência idêntica na ausência do agente de biodegradação. A fibra de poliamida biodegradável e o artigo produzido a partir da mesma têm substancialmente o mesmo tempo de armazenamento e as mesmas propriedades desejadas que a fibra de poliamida e o artigo produzido a partir da mesma sem o agente de biodegradação. Desse modo, a biodegradação não começa até que o material entre em contato com micróbios e ambiente adequados. A poliamida dessa modalidade é composta de poliamida 5.X, sendo que X é um número inteiro de 4 a 16. Com máxima preferência, poliamida 5.6.

[0075] As vantagens das fibras de poliamida biodegradáveis e dos artigos produzidos a partir da mesma de acordo com a invenção são resumidas abaixo: - A taxa de biodegradação é substancialmente maior que aquela de um material de referência idêntico na ausência do agente de biodegradação, em particular, para PA5.6. - Para PA5.X, a taxa de biodegradação conforme medida de acordo com o padrão de teste ASTM D5511 que é substancialmente maior que aquele de uma fibra de poliamida à base de fóssil na presença do agente de biodegradação. - As propriedades mecânicas e químicas da fibra de poliamida são inalteradas durante o tempo de vida do artigo têxtil. - Os artigos de poliamida exibem maior taxa de biodegradação quando comparados aos artigos de poliamida convencionais, que levam ao ciclo de vida mais curto e problemas de descarte reduzidos. - Os artigos de poliamida podem ser obtidos a partir de matéria prima renovável contribuindo, desse modo, para o desenvolvimento sustentável e baixo impacto ambiental. - A abordagem requer quantidade muito baixa de agente de biodegradação, em baixo custo e aplicável a qualquer maquinário de extrusão convencional e bem conhecido. - A degradação só é ativada em ambientes com microbiologia rica como aterro, digestor ou compostagem.

[0076] Outros detalhes ou vantagens da invenção se tornarão mais claramente evidentes à luz dos exemplos dados abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DA FIGURA

[0077] A Figura 1 é o gráfico de biodegradabilidade de acordo com ASTM D5511 para Tabela 1 dos exemplos abaixo. EXEMPLOS

[0078] Uma série de artigos de poliamida (Exemplos 1 a 4), incluindo artigos de poliamida comparativos (Exemplo 3 e 4) e um controle (exemplo 2) é formada e avaliada quanto às propriedades mecânicas, foto-oxidação, biodegradação, teor de carbono renovável, IVN (índice de viscosidade), ATG (grupos amino terminal) e CTG (grupos carboxílico terminal).

Teor de grupo amino terminal (ATG)

[0079] O teor do grupo amino terminais (ATG) foi determinado por meio de um método de titulação potenciométrica. A quantidade de 2 gramas de poliamida é adicionada a cerca de 70 ml de fenol, 90 % em peso. A mistura é mantida sob agitação e a temperatura de 40 °C até a dissolução completa da poliamida. A solução é, então, titulada com HCl 0,1 N a cerca de 25 °C. O resultado é relatado como equivalente/ton (eq/ton). No caso da análise de fibras e artigos, qualquer resíduo ou aditivo de fiação deve ser previamente removido.

Viscosidade da solução (IVN)

[0080] A determinação da viscosidade da solução (IVN) é realizada de acordo com a norma ISO 307. A poliamida é dissolvida em ácido fórmico a 90 % em peso a 25 °C, a uma concentração de 0,005 g/ml, e o seu tempo de fluxo é medido. O resultado é reportado como ml/g.

Teor de grupo carboxílico terminal (ATG)

[0081] O teor de grupo carboxílico terminal (ATG) foi determinado por meio de um método de titulação. A quantidade de 4 gramas de poliamida é adicionada a cerca de 80 ml de álcool benzílico. A mistura é mantida sob agitação e a temperatura de 200 °C até a dissolução completa da poliamida. A solução é, então, titulada com hidróxido de potássio 0,1 N em etilenoglicol. O resultado é reportado como equivalente/ton (eq/ton). No caso da análise de fibras e artigos, qualquer resíduo ou aditivo de fiação deve ser previamente removido.

ASTM D5511- Biodegradação em digestor anaeróbico

[0082] ASTM D5511/ ISO 15985: Uma pequena quantidade de item de teste é adicionada a uma grande quantidade de inóculo altamente ativo que foi estabilizado antes do início do teste de biodegradação. O inóculo consiste no resíduo obtido diretamente a partir de uma unidade de biogasificação com alto teor de sólidos ou obtido após a desidratação de lama anaeróbica. As condições ideais são fornecidas e a mistura é deixada para fermentar por lote. O volume de biogás produzido é medido e usado para calcular a porcentagem de biodegradação com base na conversão de carbono.

ASTM D6866- Teor com base biológica renovável

[0083] O teor com base biológica ou renovável de um produto é a quantidade de carbono com base biológica no material como peso em fração (massa) ou peso por cento (massa) do carbono orgânico total no material ou produto. A aplicação de ASTM D6866 para derivar o "teor com base biológica” é embutida nos mesmos conceitos que a datação por radiocarbono. Isso é feito derivando-se uma razão entre a quantidade de radiocarbono (14C) em uma amostra desconhecida e aquela de um padrão de referência moderno. A razão é relatada como uma porcentagem com as unidades "pMC" (carbono moderno por cento). Se o material que é analisado for uma mistura do radiocarbono e carbono fóssil do presente dia (isto é, não contendo radiocarbono), então, o valor de pMC obtido está correlacionado diretamente com a quantidade de material de biomassa presente na amostra.

Foto-oxidação ISO 105 B06

[0084] Esse método mede o efeito de luz artificial nas propriedades de produtos têxteis, e se destina a imitar as condições de dia/noite do envelhecimento. O artigo é exposto a uma luz artificial (por exemplo, uma lâmpada de desvanecimento de arco de xenônio) durante um período de tempo específico (por exemplo, 72 h) e condições (45 °C, 60 % de umidade relativa). No presente estudo, as propriedades mecânicas foram avaliadas antes e depois da exposição. Higroscopicidade

[0085] Cerca de 2 gramas de amostra são colocados em uma garrafa de pesagem e secos durante 2 h a 105 °C (peso W3). A garrafa de pesagem é, então, colocada em uma câmara climática por 24 h a 20 °C e 65 % de UR. O peso das amostras é novamente medido (peso W1). A garrafa de pesagem é, então, colocada em uma câmara climática por 24 h a 30 °C e 90 % de UR. O peso da amostra é novamente medido (peso W2). A higroscopicidade delta é medida pela seguinte equação: MR1 = (W1 - W3) / W3, MR2 = (W2 - W3) / W3. A diferença da taxa de absorção de umidade é obtida por A MR (%) = MR2 - MR1.

Exemplo da invenção- Exemplo 1- Poliamida 5.6 com 2 % de agente de biodegradação

[0086] Uma fibra de poliamida com base biológica foi produzida por meio de extrusão por fiação por fusão a partir de péletes de poliamida 5.6 e um agente biodegradável.

[0087] O pélete de poliamida 5.6 é uma poliamida comercialmente disponível da Cathay Biotech com a marca registrada Terryl®. O IVN é de 138 a 142, o ATG de 38 a 42 e o CTG de 65 a 75, medidos de acordo com a metodologia revelada no presente documento.

[0088] O agente biodegradável é uma mistura-padrão comercialmente disponível da EcoLogic® LLC, sob a marca registrada Eco-One®.

[0089] O agente biodegradável foi continuamente introduzido durante a etapa a1 da extrusora de parafuso único como um pélete de mistura-padrão com o uso de um aparelho de alimentação gravimétrica. Na etapa a2, a mescla de poliamida foi fundida, homogeneizada e pressurizada dentro da extrusora de parafuso a uma temperatura de cerca de 290 °C e a uma pressão de extrusão de cerca de 5 MPa (50 bar). Em seguida, de acordo com a etapa a3, a mescla de poliamida fundida foi fiada em um fio multifilamentoso a uma pressão do conjunto de fiação de cerca de 20 MPa (200 bar) e em uma taxa de fluxo do conjunto de fiação de cerca de 5 kg/h. Na etapa a4, mescla de fibras de poliamida foi solidificada e enrolada em bobinas a 4200 m/min. O agente biodegradável foi continuamente adicionado na etapa a1 como 2 % em peso do total da mistura de poliamida. As mesclas de poliamida multifilamentosas obtidas foram adicionalmente texturizadas em uma densidade linear de 1x80f68 dtex e tecidas em um pano.

Exemplo de Controle 2 - Poliamida 5.6 sem agente de biodegradação

[0090] Uma fibra de poliamida com base biológica foi produzida por meio de extrusão por fiação por fusão a partir de péletes de poliamida 5.6, semelhantemente às condições descritas no exemplo 1, no entanto, sem o agente de biodegradação.

Exemplo Comparativo 3 - Poliamida 6.6 com 2 % de agente de biodegradação

[0091] Uma fibra de poliamida à base de combustível foi produzida por meio de extrusão por fiação por fusão a partir de péletes de poliamida 6.6 e com o mesmo processo e agente biodegradável conforme descrito no exemplo 1. O pélete de poliamida 6.6 foi produzido na Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda. A mesma é produzida a partir da polimerização de um sal de náilon contendo principalmente hexametilenodiamina e ácido adípico. O índice de viscosidade (IVN) é de 128 a 132 e o ATG (grupos amino terminal) de 40 a 45, medidos de acordo com a metodologia revelada no presente documento.

Exemplo Comparativo 4 - Poliamida 6.6 sem agente de biodegradação

[0092] Uma fibra de poliamida à base de combustível foi produzida por meio de extrusão por fiação por fusão a partir de péletes de poliamida 6.6, semelhantemente às condições descritas no exemplo 3, no entanto, sem o agente biodegradável.Estudo de biodegradabilidade ASTM D5511 TABELA 1- Resultados após 300 dias

[0093] A Figura 1 mostra o gráfico. Estudo do teor com base biológica ASTM D6866 TABELA 2- Resultados com base biológica

Estudo das propriedades mecânicas antes e depois da foto- oxidação - ISO 105 B06 TABELA 3- Propriedades mecânicas

Estudo das propriedades do fio com e sem o agente de biodegradação TABELA 4- Propriedades do fio

Estudo da higroscopicidade de poliamidas TABELA 5- Higroscopicidade

CONCLUSÃO

[0094] A análise de biodegradabilidade de ASTM D5511 (Tabela 1) mostra que o agente de biodegradação intensifica a biodegradabilidade da poliamida 5.6 de base biológica por pelo menos 15,5 % dentro de 300 dias, e a mesma pode ser projetada para estar 90 % dentro de 5 anos ou menos, se considerar a mesma taxa de crescimento. A biodegradabilidade intensificada é suficiente para reduzir significativamente o impacto ambiental sem afetar as propriedades originais da poliamida. O tempo de biodegradação é, então, surpreendentemente reduzido de >50 anos (tempo de biodegradação esperado para poliamida virgem) a tão pouco quanto 5 anos ou menos.

[0095] A poliamida 5.6 revelou uma sinergia positiva com o agente de biodegradação, com taxa biodegradável maior (11,5 % maior) que a poliamida 6.6 convencional na presença do agente.

[0096] Em relação ao teor de carbono de base biológica, o exemplo da invenção (exemplo 1) confirma claramente que o carbono renovável é, de fato, mais que 40 % (Tabela 2), e a amostra comparável de poliamida 66 é zero, o que significa que o carbono da poliamida 5.6 tem base biológica ao invés de base de combustível fóssil da PA 6.6.

[0097] As Tabelas 3 e 4 não mostram a redução significativa de propriedades químicas e mecânicas. As características poliméricas como viscosidade e grupos terminais são mantidas iguais, o que significa que a receptividade a corantes, tenacidade e alongamento não são significativamente afetados.

Claims

1. Fibra de poliamida biodegradável caracterizada por compreender: • Uma poliamida que tem uma higroscopicidade delta, que é a diferença entre a taxa de absorção de umidade da poliamida após 24 h a 30 °C e 90 % de Umidade Relativa (UR) e a taxa de absorção de umidade da poliamida após 24 h a 20 °C e 65 % de Umidade Relativa (UR), de pelo menos 4 %, em que a poliamida é poliamida 5.X, sendo que X é um número inteiro de 4 a 6; ou uma poliamida quimicamente modificada por meio de adição de modificadores hidrofílicos como polímeros solúveis em água como polivinilpirrolidona, grupos polares sulfonato como ácido sulfônico orgânico; por meio de copolimerização da dita poliamida com grupos oxietileno ou grupos poliéter amina, • Um agente de biodegradação.

2. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a poliamida é selecionada a partir do grupo que consiste em poliamida 4, poliamida 4.6, poliamida 4.10; poliamida 5.10; poliamida 6 , poliamida 6.6, poliamida 6.9, poliamida 6.10; poliamida 7 .12; poliamida 10.10; poliamida 10.12; poliamida 11; poliamida 12; poliamida 12.12; e misturas das mesmas, que são modificadas por meio de adição de modificadores hidrofílicos como polímeros solúveis em água como polivinilpirrolidona, grupos polares sulfonato como ácido sulfônico orgânico; ou por meio de copolimerização da dita poliamida com grupos oxietileno ou grupos poliéter amina.

3. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a poliamida é poliamida 5.6.

4. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação está presente em uma quantidade que está na faixa de 0,5 % a 5,0 %, de preferência, de 1,0 a 3,0 % em peso do peso total da fibra de poliamida.

5. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende pelo menos um dentre os seguintes componentes: a. Composto quimioatrativo ou de quimiotaxia, b. Ácido glutárico ou seus derivados, c. Composto de ácido carboxílico, d. Polímero biodegradável, e. Resina carreadora, f. Agente de expansão.

6. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende um quimioatrativo para atrair micróbios selecionados a partir do grupo que consiste em: um açúcar, uma cumarina, uma furanona e misturas dos mesmos.

7. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende ácido glutárico ou um derivado do mesmo, de preferência, ácido propilglutárico.

8. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende um ácido carboxílico, de preferência, ácido hexadecanoico.

9. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende um polímero biodegradável selecionado a partir do grupo que consiste em: ácido polilático, poli(ácido látic-co- glicólico), carbonato de polipropileno, policaprolactona, poli-hidroxialcanoato, quitosana, glúten, e um ou mais poliésteres alifáticos/aromáticos como succinato de polibutileno, succinato-adipato de polibutileno, succinato- sebacato de polibutileno ou tereftalato-coadipato de polibutileno ou uma mistura dos mesmos.

10. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende uma resina carreadora que é poliamida 6, poliamida 66 ou misturas das mesmas.

11. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende um agente de expansão que é um agente de expansão organoléptico selecionado no grupo que consiste em fibra natural, coloide cultivado, ciclo-dextrina, ácido polilático e misturas dos mesmos.

12. Fibra de poliamida biodegradável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o agente de biodegradação compreende um micróbio com capacidade de digerir a fibra de poliamida.

13. Método para obter uma fibra de poliamida biodegradável conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a fibra de poliamida é obtida por meio de extrusão por fiação por fusão de pelo menos: • uma poliamida que tem uma higroscopicidade delta de pelo menos 4 %, • um agente de biodegradação.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a extrusão por fiação por fusão compreende as seguintes etapas: a1. Alimentação com a poliamida como um material fundido, pélete ou pó da entrada de uma extrusora de parafuso, a2. Fusão, homogeneização e pressurização da poliamida, a3. Fiação da poliamida fundida em uma fibra, a4. Resfriamento da fibra e enrolamento. em que o agente de biodegradação é contínua e homogeneamente introduzido durante a etapa a1 como um líquido, pélete ou forma de pó, de preferência, com o uso de um aparelho de dosagem.

15. Artigo de poliamida caracterizado por compreender uma fibra de poliamida biodegradável, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, ou obtida a partir do processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 13 ou 14.

16. Artigo de poliamida, de acordo com a reivindicação 15, sendo que o artigo de poliamida é caracterizado por ser uma fibra, uma fibra descontínua, um novelo, um tecido, um pano de malha ou um pano não tecido, ou um artigo têxtil feito a partir da fibra de poliamida biodegradável com degradabilidade intensificada, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 ou obtida a partir do processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 13 ou 14.

17. Método para obter um artigo de poliamida, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que a fibra de poliamida biodegradável, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, ou obtida a partir do processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, é transformada por texturização, estiramento, urdidura, tricô, tecelagem, processamento de não tecido, fabricação de artigos de vestuário ou uma combinação dos mesmos.

18. Método para degradação de um artigo de poliamida, conforme definido na reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que a fibra de poliamida biodegradável, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, ou obtida a partir do processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, é disposta em vias de gerenciamento de refugo aeróbico ou anaeróbico como digestor anaeróbico, aterro ou ambiente de compostagem, de preferência, digestor anaeróbico ou aterro.