ES2232960T3 - Fibra de poliester y telas fabricadas utilizando las mismas. - Google Patents

Abstract

Fibras de poliéster con una viscosidad limitante de 0,4-2 que satisfacen las condiciones siguientes (1) a (5). (1) están compuestas de, como mínimo, el 90% en peso de poli(trimetilen tereftalato), (2) contienen un compuesto de fósforo en 10-250 ppm de peso de fósforo elemental, (3) contienen no más del 3% en peso de dímeros cíclicos, (4) contienen entre el 0,4 y el 2% en peso de bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado con poli(trimetilen tereftalato), y (5) tienen una birrefringencia de 0,03 o superior.

Description

Fibra de poliéster y telas fabricadas utilizando las mismas.

Sector técnico

La presente invención se refiere a fibras de poliéster que tienen una blancura y una estabilidad excelentes y que muestran fácilmente una gran tenacidad y a las telas que las utilizan, y, más específicamente, se refiere a fibras de poliéster con una blancura y una tenacidad excelentes producidas utilizando una resina de poli(trimetilen tereftalato) con una blancura excelente, estabilidad de hilado y una reducción de peso molecular enormemente minimizada cuando está fundida, y a las telas que las utilizan.

Antecedentes técnicos

Las fibras de poli(trimetilen tereftalato) son fibras revolucionarias que tienen ambas propiedades similares a las fibras de nylon, tales como un tacto suave, una recuperación de la elasticidad excelente y son fácilmente teñibles debido a su módulo poco elástico, y propiedades similares a las fibras de poli(etilen tereftalato), tales como no requerir planchado, tener estabilidad dimensional y resistencia al amarilleamiento; estas características se están utilizando cada vez más en aplicaciones tales como ropa y alfombras.

El poli(trimetilen tereftalato) se puede polimerizar con el mismo proceso que el poli(etilen tereftalato) y el poli(butilen tereftalato), que tienen una estructura química relacionada. Es decir, en primer lugar el ácido tereftálico o un alcohol inferior diéster del ácido tereftálico, tal como el dimetil tereftalato y el trimetilenglicol (también denominado 1,3-propanodiol) se pueden someter a la reacción de transesterificación representada por la ecuación química (1) mientras se calienta sin catalizador o bien en presencia de un catalizador, tal como una sal metálica de ácido carboxílico, un alcóxido de titanio o un ácido orgánico, y, a continuación, se somete a la reacción de policondensación representada por la ecuación química (2) a presión reducida utilizando un catalizador, tal como un alcóxido de titanio o un óxido de antimonio.

ROOC \phi COOR \ + \ HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OH \rightarrow

ecuación (1)HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OOC \phi COOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OH \ + \ ROH

(R: \ -H \ o \ -CH_{3}, \ \phi: \ anillo \ bencénico \ con \ unión \ en \ para)

HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OOC \phi COOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OH \rightarrow

ecuación (2)(OCH_{2}CH_{2}CH_{2}OOC \phi CO)_{n}

Sin embargo, la polimerización del poli(trimetilen tereftalato) está asociada con un número de dificultades técnicas a diferencia del poli(etilen tereftalato) y el poli(butilen tereftalato), y estos problemas todavía no se han superado. Específicamente, estos problemas técnicos se pueden clasificar, de manera global, en los tres problemas de blancura, estabilidad de hilado y estabilidad de fusión.

El problema de la blancura surge porque la decoloración a amarillo del polímero durante la etapa de polimerización también resulta en la decoloración de las fibras o la tela, alterando, de este modo, la eficiencia del producto. Se espera que las propiedades de tacto suave, excelente recuperación elástica y cuidado fácil de las fibras de poli(trimetilen tereftalato) se utilicen de manera ventajosa, en particular en los sectores de la ropa interior, las medias, la ropa de deporte, las chaquetas. Para el desarrollo comercial del producto en estos sectores es necesario que las fibras tengan una blancura suficientemente elevada, de manera que se puedan colorear estéticamente con diferentes colores suaves u oscuros. Sin embargo, el poli(trimetilen tereftalato) tiende a descolorirse durante la etapa de polimerización, y cuando se utilizan polímeros coloreados con poca blancura para la producción de fibras y telas, la decoloración de los productos con fibras teñidas pierde su claridad y el valor del producto se ve notablemente disminuido.

El problema de la estabilidad del hilado surge porque las abundantes impurezas del polímero afectan de manera adversa la estabilidad del hilado. Específicamente, la gran cantidad de dímeros cíclicos, así como de oligómeros cíclicos y lineales que están presentes en el proceso de polimerización del poli(trimetilen tereftalato), precipitan alrededor de la hilera durante el hilado, y esto crea el problema de más rotura de hilo, requiriéndose una mayor frecuencia de limpiado de la hilera (denominada el período de limpieza). La cantidad de dímeros cíclicos es especialmente elevada y constituye la causa principal de este problema.

El problema de la estabilidad de fusión ocurre porque al polímero fundido le falta estabilidad térmica, y da lugar a una reducción del peso molecular o a la decoloración del polímero. La tendencia a una reducción del peso molecular significa, en particular, que incluso si se aumenta el peso molecular en la etapa de polímero, el peso molecular será reducido en la etapa de hilado en fundido. Cuando ocurre este fenómeno, es difícil aumentar la tenacidad de las fibras, y esto tiene un efecto adverso sobre el funcionamiento básico del producto comercial al disminuir la resistencia al desgarro y la resistencia a la rotura de la tela producto.

Aunque la completa resolución de estos tres problemas técnicos daría fibras de poli(trimetilen tereftalato) con una excelente blancura, adecuadas para la producción industrial y con una tenacidad suficiente, la técnica anterior no incluye ningún conocimiento del poli(trimetilen tereftalato) y de las fibras que lo utilicen que satisfaga todas estas condiciones.

Existen diversas técnicas conocidas públicamente que se conocen como métodos para mejorar la blancura y la capacidad de hilado del poli(trimetilen tereftalato).

Por ejemplo, en la Publicación de Patente Japonesa No Examinada (Kokai) No. 5-262862 se da a conocer una técnica que utiliza un catalizador de estaño como catalizador de polimerización para mejorar la blancura. Sin embargo, según la investigación de los presentes inventores, la utilización de un catalizador de estaño resulta en una velocidad de polimerización muy elevada, pero, en cambio, la blancura es inferior a la obtenida utilizando como catalizadores alcóxidos de titanio. También se ha utilizado acetato de zinc como catalizador de transesterificación y se han utilizado catalizadores de estaño como catalizadores de policondensación, pero cuando se utilizan tales combinaciones para la simple polimerización en fundido sin polimerización en estado sólido, la cantidad de dímeros cíclicos supera el 3% en peso, que es desfavorable para la estabilidad del hilado. En los ejemplos que se encuentran en la presente invención, el tridecilfosfato se incluye hasta 500 ppm durante la polimerización. La inclusión de tales compuestos de cadena larga presenta inconvenientes, tales como la evacuación de espuma durante la etapa de tinción y una tendencia a formar manchas de tinción. Además la utilización de catalizadores de estaño y de tridecilfosfato ha resultado en una menor tenacidad de las fibras obtenidas, dificultando que mostraran una tenacidad de 3,5 g/d o superior.

Se ha propuesto una alternativa al uso de catalizadores de titanio como catalizadores de la reacción de transesterificación y de catalizadores de antimonio como catalizadores de policondensación, para mejorar la blancura (Chemical Fiber International, Vol. 45, pp. 263-264, 1996). Este documento también se refiere a la generación de subproductos, indicando que el poli(trimetilen tereftalato) puede contener, a veces, más de un 3% de oligómeros, cuyas impurezas representan un problema en la etapa de hilado y en la etapa de tinción. Sin embargo, según la investigación realizada por los presentes autores, la utilización de catalizadores de antimonio resulta en una disminución de la velocidad de polimerización, prolongando así el tiempo durante el cual el polímero está expuesto a temperatura elevada y produciendo, en cambio, una blancura reducida. Además, no se proporciona ninguna sugerencia concreta con respecto a la reducción del contenido de oligómeros y a la mejora de la estabilidad de fusión del polímero en este proceso.

La Publicación de Patente Japonesa No Examinada (Kokai) No. 8-311177 enseña que se puede obtener poli(trimetilen tereftalato) con una viscosidad limitante de 0,9 ó superior, un valor b (índice para juzgar el amarilleamiento de la punta) no superior a 10 y un contenido de oligómeros no superior al 1% en peso sometiendo el poli(trimetilen tereftalato) obtenido con un método habitual a una polimerización en estado sólido a 190-200ºC, con el propósito de reducir el polvo blanco producido en y alrededor de la superficie de la boquilla de hilado durante la etapa de hilado y para minimizar la rotura del hilo. Según los ejemplos de la presente publicación, el ácido tereftálico y el 1,3-propanodiol están sometidos a una transesterificación en ausencia de disolvente sin utilizar compuestos de fósforo o compuestos de cobalto, y, a continuación, se añade titanato de tetrabutilo (butóxido de titanio) para preparar un prepolímero con una viscosidad limitante de 0,70, después de lo cual se realiza una polimerización en estado sólido para obtener un polímero con una viscosidad limitante de 1,02. Sin embargo, cuando se funden dichos polímeros, experimentan una descomposición térmica súbita, y disminuye el peso molecular. Por lo tanto, los polímeros altamente polimerizados obtenidos con este proceso no pueden dar lugar a fibras con una tenacidad suficiente debido a la reducción de la viscosidad que ocurre durante la etapa de hilado.

En la Solicitud de Patente Internacional No. (WO)9823662 se da a conocer poli(trimetilen tereftalato) que está enmascarado terminalmente con una parte fenol impedida para reducir la cantidad de acroleína producida con el calentamiento al aire, y un proceso para su producción. En este caso conocido, el ácido tereftálico, el trimetilenglicol y un ácido dicarboxílico monofuncional formador de ésteres con una parte fenol impedida se someten a la reacción de transesterificación a presión elevada en presencia de un estabilizador a base de trifenilfosfato, después de la cual se realiza la reacción de policondensación para obtener un polímero. Sin embargo, el estabilizador a base de trifenilfosfato utilizado aquí sublima parcialmente durante el proceso de la reacción de policondensación que se realiza a temperatura elevada al vacío, de manera que el contenido de fósforo elemental del polímero resultante se encuentra reducido significativamente. Por lo tanto, el polímero tiene una estabilidad de fusión baja, y dificulta la obtención de fibras con tenacidad elevada. Esta publicación tampoco ofrece ninguna sugerencia con respecto a la cuestión de la estabilidad de fusión del polímero que confiere tenacidad a las fibras. Mientras la publicación enseña que el bis(3-hidroxipropil) éter está contenido en el polímero en, aproximadamente, 4 moles por ciento (superando el 2% en peso), dicho polímero tiene una resistencia al calor considerablemente baja y una resistencia a la luz y, en consecuencia, no se puede utilizar para la producción de fibras de ropa. Además, ya que esta publicación se refiere a una técnica de realización de la reacción de transesterificación a presión elevada, para aplicaciones industriales se requiere un equipamiento grande que pueda resistir la presión elevada, y, por consiguiente, la técnica tiene un inconveniente económico.

La Publicación de la Patente Japonesa No Examinada (Kokai) No. 9-195142 da a conocer fibras que utilizan poli(trimetilen tereftalato) con una viscosidad limitante de 0,92, obtenidas por reacción de transesterificación del ácido tereftálico y 1,3-propanodiol seguida de policondensación a 250ºC, y los ejemplos incluyen uno en el que se utilizan fibras con una tenacidad de 5,2 g/d y una elongación del 41% como filamentos centrales de fibras multicomponente. Sin embargo, es difícil utilizar esta técnica conocida públicamente para superar los problemas de la blancura del polímero y la baja estabilidad de fusión, para la producción industrial estable de fibras con un nivel práctico de tensión. Esto se debe a que, incluso cuando se obtienen fibras que tienen dicha tenacidad, la baja temperatura de policondensación de 250ºC significa que el polímero contendrá más de un 3% en peso de dímeros cíclicos, de manera que la formación de pelusa y la rotura del hilo es más frecuente y los filamentos resultantes tienen una baja uniformidad.

Descripción de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar fibras de poli(trimetilen tereftalato) con gran blancura y una fuerza excelente.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar fibras de poliéster con blancura y tenacidad excelentes que empleen poli(trimetilen tereftalato) con una estabilidad de hilado excelente. Todavía otro objetivo de la presente invención es proporcionar fibras de poli(trimetilen tereftalato) con una tenacidad excelente que se puedan teñir claramente.

Los presentes inventores han investigado extensivamente con el fin de conseguir un proceso para producir el poli(trimetilen tereftalato) con una blancura inherente excelente, que experimente poca decoloración en la etapa de hilado en fundido y que dé lugar fácilmente a fibras con una gran fuerza y, como resultado, que hayan conseguido el objetivo de la presente invención mencionado anteriormente optimizando las condiciones de polimerización en presencia de un compuesto de fósforo para reducir con éxito la cantidad de impurezas que tienen un efecto indeseado sobre la blancura, la estabilidad de hilado y la estabilidad de fusión, y examinando con detalle las condiciones del proceso de producción de fibra, tales como hilado en fundido, para los polímeros obtenidos de esta manera.

En otras palabras, la presente invención se refiere a fibras de poliéster con una viscosidad intrínseca de 0,4-2 que satisfacen las condiciones siguientes (1) a (5).

(1) están formadas, como mínimo, por el 90% en peso de poli(trimetilen tereftalato),

(2) contienen un compuesto de fósforo en 10-250 ppm en peso de fósforo elemental,

(3) contienen no más del 3% en peso de dímeros cíclicos,

(4) contienen entre el 0,4 y el 2% en peso de bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado con poli(trimetilen tereftalato), y

(5) tienen una birrefringencia de 0,03 o superior.

Las fibras de poliéster de la presente invención son fibras de poliéster formadas, como mínimo, por un 90% en peso de poli(trimetilen tereftalato) respecto al peso de fibra.

Aquí, el poli(trimetilen tereftalato) es un poliéster que comprende ácido tereftálico como componente ácido y trimetilenglicol (también denominado 1,3-propanodiol) como componente diol. El poli(trimetilen tereftalato) también puede contener otros componentes copolimerizados en una cantidad no superior al 10% en peso respecto al peso de fibra. Tales componentes copolimerizados se pueden denominar monómeros formadores de éster, tales como sal monosódica del ácido 5-sulfoisoftálico, sal monopotásica del ácido sulfoisoftálico, sal monosódica del ácido 4-sulfo-2,6-naftalendicarboxílico, tetrametilfosfonio 3,5-dicarboxilato bencensulfonato, tetrabutilfosfonio 3,5-dicarboxilato bencensulfonato, tetrabutilmetilfosfonio 3,5-dicarboxilato bencensulfonato, tetrabutilfosfonio 2,6-dicarboxilato naftalen-4-sulfonato, tetrametilfosfonio 2,6-dicarboxilato naftalen-4-sulfonato, 3,5-dicarboxilato bencensulfonato de amonio, 1,2-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, neopentilglicol, 1,5-pentametilenglicol, 1,6-hexametilenglicol, heptametilenglicol, octametilenglicol, decametilenglicol, dodecametilenglicol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,3-ciclohexanodiol, 1,2-ciclohexanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, 1,3-ciclohexanodimetanol, 1,2-ciclohexanodimetanol, ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido heptanodioico, ácido octanodioico, ácido sebácico, ácido dodecanodioico, ácido 2-metilglutárico, ácido 2-metiladípico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido 1,4-ciclohexanodicarboxílico, ácido 1,3-ciclohexanodicarboxílico, ácido 1,2-ciclohexanodicarboxílico.

La viscosidad intrínseca [\eta] (también denominada número de viscosidad intrínseca) de las fibras de poliéster de la presente invención debe ser 0,4-2,0. Si la viscosidad intrínseca es inferior a 0,4, el grado de polimerización del polímero es demasiado bajo, y así se reduce la tenacidad de las fibras resultantes y resulta en una capacidad de hilado inestable. Por el contrario, si la viscosidad limitante sobrepasa 2,0, la viscosidad de fusión será demasiado elevada, siendo imposible conseguir una medición sin problemas con una bomba de engranajes y resulta en una capacidad de hilado reducida a causa de una descarga pobre. La viscosidad limitante es, más preferiblemente, 0,6-1,5, y, especialmente, 0,6-1,4.

Las fibras de poliéster de la presente invención deben incluir un compuesto de fósforo en 10-250 ppm de peso de fósforo elemental. Desde la polimerización hasta la finalización de un producto de ropa, el monómero pasará por etapas que incluyen la polimerización en fundido, la polimerización en estado sólido, el secado del chip a temperatura elevada, el hilado en fundido, el descrude, la fijación térmica, la tinción, y el compuesto de fósforo mostrará un efecto muy significativo hacia la prevención de la decoloración y mejora de la estabilidad de fusión durante cada una de estas etapas.

El compuesto de fósforo se explicara ahora con más detalle.

El poli(trimetilen tereftalato), a diferencia del poli(etilen tereftalato) y del poli(butilen tereftalato), que se utilizan ampliamente para ropa, es particularmente susceptible a la decoloración a amarillo durante la polimerización en fundido, el hilado en seco y en fundido. El compuesto de fósforo es especialmente efectivo para minimizar tal amarilleamiento.

Además, debido a la baja estabilidad de fusión del poli(trimetilen tereftalato), se presenta el inconveniente de la tendencia a disminuir el grado de polimerización durante el hilado, e incluso si se utiliza para el hilado una composición de polímero de partida y resina de viscosidad limitante elevada (a continuación denominada simplemente como "material de partida"), la reducción del grado polimerización resulta en fibras con una tenacidad limitada. El compuesto de fósforo muestra un efecto inhibidor destacado con esta reducción de viscosidad.

El compuesto de fósforo es, preferiblemente, un compuesto de fósforo orgánico, y los compuestos de fósforo con efectos particularmente excelentes de prevención de la decoloración y estabilidad de fusión que no afectan adversamente la capacidad de hilado incluyen fosfatos representados por O=P(OR_{1})(OR_{2})(OR_{3}) y fosfitos representados por P(OR_{4})(OR_{5})(OR_{6}). Aquí, R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5} y R_{6} pueden ser iguales o distintos, y se seleccionan, preferiblemente, entre átomos de hidrógeno o grupos orgánicos de 1-8 átomos de carbono, metales alcalinos y metales alcalinotérreos. Cuando R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5} y R_{6} son grupos orgánicos de 9 ó más átomos de carbono, se presenta el inconveniente de la evacuación de espuma en la etapa de tinción, y tiende a resultar en manchas de tinción e impide el aumento de la tenacidad. Uno de los grupos alcóxido entre R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5} y R_{6} en el compuesto de fósforo es, preferiblemente, un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono. Esto se debe a que los grupos alcóxido experimentan transesterificación con el trimetilenglicol, creando una forma que es fácilmente dispersable en el polímero. Tales compuestos de fósforo dispersados en el orden molecular muestran un efecto especialmente notable de prevención de la decoloración y mejora de la estabilidad de fusión. En cambio, cuando todos los R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5} y R_{6} son grupos fenoxi o grupos en los que todos o una parte de los grupos hidrógeno del anillo bencénico están sustituidos, éstos no experimentan fácilmente transesterificación con el trimetilenglicol y, por consiguiente, la dispersión es más difícil en el orden molecular, o debido a sus propiedades de sublimación se volatilizan del sistema tendiendo a resultar en un efecto de prevención de la decoloración reducido y una mejora de la estabilidad de fusión. En consecuencia, se prefiere que, como mínimo, uno de los grupos alcóxido del compuesto de fósforo sea un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono, un metal alcalino o un metal alcalinotérreo. Ya que los fosfitos representados por P(OR_{4})(OR_{5})(OR_{6}) tienden a inhibir ligeramente la polimerización cuando se utilizan como compuestos de fósforo, se prefiere, particularmente, utilizar fosfatos representados por O=P(OR_{1})(OR_{2})(OR_{3}).

Como ejemplos específicos de compuestos de fósforo preferidos, se puede mencionar ácido fosfórico, trimetilfosfato, trietilfosfato, tripropilfosfato, tributilfosfato, tripentilfosfato, trihexilfosfato, triheptilfosfato, trioctilfosfato, dimetiletilfosfato, dimetilfosfato, metilfosfato, 3-hidroxipropilfosfato, bis(3-hidroxipropil)fosfato, tris(3-hidroxipropil)fosfato, trifenilfosfato, ácido fosforoso, trimetilfosfito, trietilfosfito, tripropilfosfito, tributilfosfito, tripentilfosfito, trihexilfosfito, triheptilfosfito, trioctilfosfito, dimetiletilfosfito, dimetilfosfito, metilfosfito, 3-hidroxipropilfosfito, bis(3-hidroxipropil)fosfito, tris(3-hidroxipropil)fosfito, trifenilfosfito, fosfato sódico, fosfato potásico, fosfato magnésico, fosfato cálcico, dimetilfosfato sódico, metilfosfato disódico, y, particularmente, se prefiere ácido fosfórico, trimetilfosfato, trietilfosfato y tripropilfosfato desde el punto de vista de un efecto excelente de prevención de la decoloración y la mejora de la estabilidad de fusión, así como la baja inhibición de la polimerización.

La cantidad de compuesto de fósforo de las fibras se puede representar con la proporción de peso de fósforo elemental contenido en las fibras, y el intervalo debe ser 10-250 ppm. A menos de 10 ppm, el efecto de prevención de la decoloración e inhibición de la reducción de la viscosidad no se muestra de forma adecuada, y a más de 250 ppm estos efectos se obtienen de forma adecuada, pero el catalizador de polimerización está parcialmente inactivado, de manera que la polimerización en fundido y la polimerización en estado sólido están impedidas. Una proporción de peso de fósforo elemental preferida es 35-150 ppm, y especialmente preferida es 5-120 ppm.

Accidentalmente, para la polimerización del poli(trimetilen tereftalato), tal como se explicará con detalle a continuación, se utiliza un catalizador metálico, por ejemplo un alcóxido de titanio, tal como butóxido de titanio o isopropóxido de titanio, o trióxido de antimonio. El tipo de elemento metálico en el compuesto metálico utilizado como catalizador de policondensación es titanio, estaño o antimonio debido a su gran actividad. El compuesto de fósforo a veces reacciona con estos catalizadores de policondensación, prolongando así, ligeramente, el tiempo de polimerización. Con el fin de evitar la prolongación del tiempo de polimerización y evitar la decoloración mientras se mejora la estabilidad de fusión, la proporción del número de moles de fósforo elemental en el compuesto de fósforo con respecto al número de moles del elemento metálico utilizado como catalizador de policondensación se ajusta, preferiblemente, a 0,4-3, y, especialmente, a 0,55-2.

En las fibras de poliéster de la presente invención, se prefiere, particularmente, utilizar un compuesto de cobalto en combinación con el compuesto de fósforo, ya que dicho uso combinado proporciona un efecto sinérgico que reduce notablemente la decoloración durante la polimerización en fundido, hilado en seco y en fundido. Como compuestos de cobalto, se puede mencionar acetato de cobalto, formiato de cobalto, carbonato de cobalto, acetilacetonato de cobalto, sulfato de cobalto, cloruro de cobalto, bromuro de cobalto, hidróxido de cobalto, nitrato de cobalto, carbonato de cobalto, que pueden estar en forma anhidra o hidratada. Entre estos compuestos de cobalto, se prefiere, particularmente, acetato de cobalto, formiato de cobalto, carbonato de cobalto, acetiacetonato de cobalto y sulfato de cobalto, desde el punto de vista de un efecto más excelente contra la decoloración.

La cantidad de compuesto de cobalto contenida en las fibras de poliéster de la presente invención se puede representar por la proporción en peso del elemento cobalto contenido en las fibras, y el intervalo es, preferiblemente, 5-200 ppm. A menos de 5 ppm, el efecto de prevención de la decoloración no se muestra de forma adecuada, y a más de 200 ppm el polímero experimenta una decoloración con matices azules o muestra una decoloración con matices negros. El intervalo es, preferiblemente, 10-150 ppm, y, especialmente, 10-100 ppm.

La cantidad de dímeros cíclicos contenida en las fibras de poliéster de la presente invención no debe ser superior al 3% en peso respecto al peso de las fibras. Aquí, los dímeros cíclicos son dímeros en los que las unidades de trimetilen tereftalato están conectadas en forma de anillo. Cuando los dímeros cíclicos están presentes en el material de partida en más del 3% en peso, éstos precipitan alrededor de la hilera, sobre la boquilla de lubrificado y sobre la guía durante el hilado, acortando así el período de limpieza y en los peores casos produciendo pelusa y rotura del hilo. Para un hilado estable durante períodos largos de 2 semanas o más, los dímeros cíclicos están limitados, preferiblemente, a no más del 2% en peso, y, más preferiblemente, a no más del 1% en peso.

El bis(3-hidroxipropil) éter (HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OCH_{2}CH_{2}CH_{2}OH:, abreviado, a continuación, como BPE) contenido en las fibras de poliéster de la presente invención debe estar presente entre el 0,4 y el 2% en peso respecto al peso de las fibras. El BPE se produce en el proceso de polimerización por dimerización del trimetilenglicol, tal como se muestra en la ecuación química siguiente, y se copolimeriza directamente en el poli(trimetilen tereftalato). La cantidad de BPE producida depende de la cantidad de catalizador de polimerización, los aditivos, la temperatura de polimerización, el tiempo de polimerización y la cantidad de trimetilenglicol.

2 \ HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OH \rightarrow HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}OCH_{2}CH_{2}CH_{2}OH

Como el BPE copolimerizado tiene unidades éter, disminuye la estabilidad térmica y la resistencia a la luz de las fibras. Si la cantidad de BPE sobrepasa el 2% en peso, la estabilidad de fusión del material de partida se reduce notablemente, resultando en la decoloración de las fibras y una tendencia a la disminución de la tenacidad de las fibras.

Sin embargo, el BPE no solamente tiene un efecto adverso en las fibras, ya que se ha encontrado que una mayor cantidad de BPE mejora la capacidad de tinción de las fibras resultantes por colorantes dispersos. En particular, cuando la cantidad de BPE está en el intervalo del 0,5-1% en peso, las fibras muestran una capacidad de tinción a presión atmosférica sin gran reducción en la estabilidad de fusión o resistencia a la luz. El hecho de que las fibras sean teñibles a presión atmosférica significa que la composición de sus telas que son mezclas con otras fibras que se deterioran cuando se tiñen a temperaturas de, por ejemplo, 100ºC o superiores, tales como fibras de poliuretano, lana, seda y fibras de acetato, también se pueden teñir a presión atmosférica; esto amplía el intervalo de posibles usos de las fibras de poli(trimetilen tereftalato). Este efecto es más notable cuando la concentración de colorante es, aproximadamente, del 4% en peso de fibra o menor. Esto sugiere que el BPE está contenido, preferiblemente, en las fibras de poliéster de la presente invención en una cantidad no superior al 1% en peso, y, más preferiblemente, del 0,4-1% en peso.

Si es necesario, se pueden copolimerizar o mezclar con las fibras de poliéster de la presente invención varios aditivos, tales como agentes deslustrantes, estabilizadores del calor, agentes antiespumantes, ajustadores del color, retardantes a la llama, antioxidantes, agentes absorbentes de ultravioleta, agentes absorbentes de infrarrojos, agentes nucleadores de cristal, agentes blanqueadores.

En particular, también se prefiere añadir un antioxidante a base de fenol impedido para minimizar la reducción de viscosidad durante el hilado en fundido de las fibras de poliéster de la presente invención, y para inhibir los subproductos de bajo peso molecular producidos por la descomposición térmica de acroleína o alcohol alílico que dan lugar a olores fuertemente irritantes. Se puede utilizar cualquier antioxidante a base de fenol impedido, y ejemplos del mismo incluyen pentaeritritol-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil)propionato], 1,1,3,-tris(2-metil-4-hidroxi-5-tert-butilfenil)butano, 1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butil-4-hidroxibencil)benceno, 3,9-bis-{2[3-(3-tert-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetiletil}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecano, ácido 1,3,5-tris(4-tert-butil-3-hidroxi-2,6-dimetilbenceno)isoftálico, trietilglicol-bis[3-(3-tert-butil-5-metil-4-hidroxifenil)propionato], 1,6-hexanodiol-bis[3-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil)propionato], 2,2-tio-dietilen-bis[3-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil)propionato] y octadecil-3-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil)propionato]. Entre éstos, se prefiere el pentaeritritol-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil)propionato]. En este caso, el antioxidante a base de fenol impedido puede estar unido directamente al poli(trimetilen tereftalato), o simplemente dispersado en las fibras. La cantidad añadida de antioxidante a base de fenol impedido es, preferiblemente, no superior al 1% en peso, respecto al peso de las fibras. Si la cantidad sobrepasa el 1% en peso, se puede producir decoloración, y su capacidad de mejorar la estabilidad de fusión también queda saturada cuando se añade en una cantidad superior al 1% en peso. La cantidad de antioxidante a base de fenol impedido es, preferiblemente, del 0,02-0.5% en peso.

También se pueden utilizar agentes blanqueadores para mejorar la blancura, tal como los colorantes Eastbright de Eastman Co., y Hostaperm descritos en la Publicación de la Patente Japonesa No Examinada (Kokai) No. 5-262862. La cantidad de agente blanqueador utilizada es, preferiblemente, no superior al 0,5% en peso respecto al peso de las fibras, desde el punto de vista del efecto blanqueador y la capacidad de colorearse del producto teñido.

Aunque no existen restricciones particulares en el método de producción de los materiales de partida utilizados para la presente invención, los métodos preferidos se pueden clasificar ampliamente en los dos siguientes.

El primer método utiliza un alcohol inferior diéster del ácido tereftálico, tal como dimetil tereftalato, y trimetilenglicol.

Específicamente, un alcohol inferior diéster del ácido tereftálico, tal como dimetil tereftalato, se hace reaccionar con trimetilenglicol a una temperatura de 200-240ºC para transesterificación, y, a continuación, se lleva a cabo la reacción de policondensación a no más de 133 Pa (1 Torr) y, preferiblemente, a una presión reducida no superior a 66,5 Pa (0,5 Torr) y a una temperatura de 250-290ºC y, preferiblemente, 260-280ºC, para obtener el polímero objetivo. La temperatura de la reacción de policondensación es especialmente importante, ya que una temperatura elevada aumentará la velocidad de reacción pero provocará la decoloración. Por el contrario, cuando la polimerización se realiza a una temperatura inferior a 260ºC, el contenido de dímero cíclico aumenta. Por lo tanto, se prefiere seleccionar la temperatura de reacción para un buen equilibrio entre la velocidad de reacción y el contenido de dímero cíclico. El intervalo preferido de temperatura de policondensación es 260-280ºC.

La proporción molar del catalizador de transesterificación entre un alcohol inferior del ácido tereftálico y el trimetilenglicol a cargar es 1:1,3-1:4, y, preferiblemente, 1:1,5-1:2,5. Si el trimetilenglicol está en una proporción menor de 1:1,3, el tiempo de reacción se prolongará significativamente, coloreando así el material de partida. Si la cantidad de trimetilenglicol es mayor de 1:4, la producción de BPE será mayor del 2% en peso.

Es absolutamente esencial utilizar un catalizador de transesterificación, y como ejemplos preferidos se pueden mencionar acetato de calcio, acetato de magnesio, acetato de zinc y acetato de titanio. El catalizador de transesterificación se añade, preferiblemente, en una cantidad del 0,02-0,1% en peso respecto al diéster de ácido tereftálico utilizado. El acetato de manganeso también funciona como catalizador de transesterificación, pero como da lugar a un contenido de dímero cíclico superior al 3% en peso, la utilización de acetato de manganeso se debería evitar, a menos que se realice una polimerización en estado sólido, con el fin de reducir la producción de dímeros cíclicos, tal como se explica a continuación.

También es absolutamente esencial utilizar un catalizador de policondensación, y como ejemplos se pueden mencionar los alcóxidos de titanio representados por tetrabutóxido de titanio y tetraisopropóxido de titanio, y acetato de antimonio, trióxido de antimonio; sin embargo, el tetrabutóxido de titanio se prefiere particularmente por una mayor velocidad de reacción y una menor cantidad de dímeros cíclicos. El catalizador de policondensación se añade, preferiblemente, en una cantidad del 0,03-0,1% en peso respecto al diéster de ácido tereftálico utilizado.

Según el primer método, la viscosidad limitante del material de partida puede ser de 0,4 a 0,8. El contenido de dímero cíclico es, habitualmente, del 2-3% en peso, y la cantidad de BPE no es superior al 0,2% en peso.

El segundo método emplea ácido tereftálico y trimetilenglicol.

Específicamente, el ácido tereftálico se hace reaccionar con trimetilenglicol a una temperatura de 200-240ºC para transesterificación, y, a continuación, se lleva a cabo la reacción de policondensación a menos de 133 Pa (1 Torr) y, preferiblemente, a una presión reducida no superior a 65,5 Pa (0,5 Torr), y a una temperatura de 250-290ºC y, preferiblemente, 260-280ºC, por las mismas razones que en el primer método, para obtener el material de partida objetivo. Aquí, con el fin de promover una reacción de intercambio de éster más fácil, se prefiere añadir el 5-50% en peso del producto de la reacción de transesterificación bis(3-hidroxipropil) tereftalato en la etapa de inicio de la reacción como método mediante el cual se puede llevar a cabo la reacción de una manera más consistente, ya que esto aumentará la velocidad de reacción.

La proporción molar del catalizador de la reacción de transesterificación entre el ácido tereftálico y el trimetilenglicol a cargar es 1:1,3-1:4, y, preferiblemente, 1:1,5-1:2,1. Si la cantidad de trimetilenglicol es menor de 1:1,3, el tiempo de reacción se prolongará significativamente, y se coloreará el material de partida. Si la cantidad de trimetilenglicol es mayor de 1:4, la producción de BPE será superior al 2% en peso.

Según el segundo método, un protón que se disocia del ácido tereftálico actúa como catalizador de transesterificación, de manera que un catalizador de transesterificación no es absolutamente esencial, pero, preferiblemente, se utiliza uno para aumentar más la velocidad de reacción. Como ejemplos preferidos, se pueden mencionar los alcóxidos de titanio, representados por tetrabutóxido de titanio y tetraisopropóxido de titanio. La cantidad de catalizador de transesterificación es, preferiblemente, del 0,02-0,1% en peso respecto al ácido tereftálico utilizado.

Es absolutamente esencial utilizar un catalizador de policondensación, y, como ejemplos preferidos, se pueden mencionar los alcóxidos de titanio representados por tetrabutóxido de titanio y tetraisopropóxido de titanio, y acetato de antimonio, trióxido de antimonio; sin embargo, el tetrabutóxido de titanio se prefiere, particularmente, por su mayor velocidad de reacción y menor contenido de dímero cíclico. El catalizador de policondensación se utiliza, preferiblemente, en una cantidad del 0,03-0,1% en peso respecto al ácido tereftálico utilizado.

La viscosidad intrínseca del material de partida que se obtiene con este segundo método puede ser de 0,4 a 0,8. La cantidad de dímeros cíclicos es, habitualmente, del 2-3% en peso, y la cantidad de BPE es del 0,5-1,0% en peso. Por consiguiente, el ácido tereftálico se puede utilizar como material de partida para aumentar la capacidad de tinción de las fibras resultantes.

Accidentalmente, en cualquiera de los dos métodos descritos anteriormente, el compuesto de fósforo o el compuesto de cobalto, y el antioxidante a base de fenol impedido o el agente blanqueador, utilizados para la presente invención se pueden añadir en cualquier etapa de la polimerización, en una sola vez o por etapas, pero el compuesto de fósforo se añade, preferiblemente, después de la finalización de la reacción de transesterificación para minimizar la decoloración sin impedir la reacción de transesterificación. Cuando la temperatura del contenido durante la polimerización es superior al punto de ebullición del compuesto de fósforo utilizado, la adición directa de este último resultará en la vaporización, haciendo imposible añadir la cantidad prescrita. En tales casos, un método particularmente preferido consiste en disolverlo, primero, en trimetilenglicol a una temperatura de, como mínimo, 50ºC para que reaccione con el trimetilenglicol y aumentar el punto de ebullición, antes de su adición. Utilizando este método, se podrá añadir al material de partida la cantidad prescrita de fósforo elemental. Un compuesto de cobalto se añade, preferiblemente, antes de la reacción de transesterificación, ya que también puede funcionar como catalizador de transesterificación.

El material de partida obtenido por cualquiera de los métodos explicados anteriormente es esencial en la producción de fibras de poliéster según la presente invención, pero con estos métodos resulta difícil aumentar la viscosidad limitante del material de partida obtenido y las fibras obtenidas a 0,81 ó más. Por ejemplo, si se aumenta la temperatura de reacción para alcanzar la viscosidad limitante, a veces se produce la descomposición térmica, que impide un aumento adicional de la viscosidad.

La polimerización en estado sólido es un método preferido para conseguir una viscosidad limitante de 0,81 ó más. Con la polimerización en estado sólido es posible aumentar la viscosidad limitante incluso hasta 2,0. La polimerización en estado sólido se puede conseguir utilizando el material de partida en forma de virutas, polvo, fibras, láminas o bloques, en presencia de un gas inerte, tal como nitrógeno o argón, o a presión reducida no superior a 13,3 kPa (100 Torr) y, preferiblemente, no superior a 1,33 kPa (10 Torr), y a 170-220ºC, durante 3-48 horas. Una ventaja de la polimerización en estado sólido es que la viscosidad limitante se puede aumentar, mientras que los dímeros cíclicos se escapan del material de partida durante la polimerización en estado sólido debido a la propiedad de sublimación de los dímeros cíclicos, de manera que el contenido de dímero cíclico en la composición de la resina se puede limitar al 2% en peso, y, preferiblemente, al 1% en peso. Por lo tanto, es posible reducir el contenido de dímero cíclico hasta por debajo del 3% en peso después de la polimerización en estado sólido, incluso si la composición de la resina tiene un contenido de dímero cíclico que supera el 3% en peso antes de la polimerización en estado sólido.

Por consiguiente, combinando la polimerización en fundido y la polimerización en estado sólido resulta posible producir un material de partida adecuado de manera óptima para la producción de fibras de poliéster según la presente invención.

Las fibras de poliéster de la presente invención se pueden utilizar en forma de filamento continuo o de fibras cortas y, en el caso de los filamentos continuos, éstos pueden ser multifilamentos o monofilamentos. Como mínimo, una parte de las fibras de la presente invención también se puede utilizar para construir una tela no tejida. Como ejemplos de métodos de producción de telas no tejidas, se puede mencionar el método de ligamento hilado, el método de hidroligado, el método de fusión soplado, el método de hilado instantáneo. No existen restricciones particulares en la estructura de las fibras, y se incluyen todas las estructuras utilizadas para las fibras sintéticas comunes, tales como hilo no estirado obtenido con un método habitual, hilo estirado obtenido con un método habitual, proceso hilado-estirado, hilado de alta velocidad, etc., hilo parcialmente orientado ("POY") utilizado procesos de torsión fugaz, y diferentes tipos de hilo trabajado. Tampoco existen restricciones particulares en el denier total, aunque se prefiere 5-1000 d, y se prefiere especialmente 5-200 d para aplicaciones en ropa. El denier de filamento individual tampoco está particularmente restringido, pero es, preferiblemente, 0,0001-10 d. La forma transversal no está particularmente restringida y puede ser redonda, trilobal, plana, en forma de estrella, en forma de w, etc., y sólida o vacía.

La birrefringencia de las fibras de poliéster de la presente invención debe ser, como mínimo, 0,03. La birrefringencia es un parámetro que indica la orientación de las cadenas de polímero de las fibras en la dirección del eje de la fibra. Se encontró que cuando la birrefringencia es menor de 0,03, la orientación de las cadenas de polímero de las fibras resultantes es inadecuada con las cadenas de polímero que existen en un estado fácilmente móvil, de manera que las propiedades de las fibras cambian a lo largo del tiempo, incluso si se mantienen próximas a la temperatura ambiente. Ya que las fibras en este estado que permite una alteración estructural fácil mostrarán cambios respecto a la capacidad de ser teñidas y en las propiedades de la tela, incluso cuando se almacenan como telas, sus telas tienden a producir una tinción desigual o propiedades físicas desiguales. Con el fin de eliminar tales cambios en la estructura de la fibra, la birrefringencia de las fibras es, preferiblemente, 0,05 o mayor, y, más preferiblemente, 0,06-0,20. Las fibras con una birrefringencia de 0,03-0,06 pueden ser sometidas a torsión fugaz aplicando una fuerza de torsión durante el estirado para proporcionar propiedades de volumen y tensión al hilo texturizado.

Las propiedades mecánicas de las fibras de poliéster de la presente invención se explicarán a continuación.

Por ejemplo, cuando las fibras de poliéster de la presente invención están en forma de hilo estirado, la tenacidad diferirá dependiendo de la viscosidad intrínseca y de la proporción de estirado, pero es, habitualmente, 3,5 g/d o mayor. La característica principal de la presente invención en referencia a la tenacidad es que la estabilidad de fusión del polímero de partida está suficientemente aumentada, de manera que la reducción de peso molecular está inhibida en la etapa de fusión, incluso si la viscosidad intrínseca aumenta, permitiendo así que las fibras muestren una gran tenacidad. Por lo tanto, con las fibras de poliéster de la presente invención, es posible mostrar una tenacidad de 4 g/d o mayor, con una viscosidad limitante de 0,7, aproximadamente, y una tenacidad de 5 g/d o mayor, y, a veces, incluso de 6 g/d, con una viscosidad intrínseca de 1 o superior. La elongación de las fibras en tales casos es del 25-50%.

El módulo elástico es una característica principal de las fibras de poliéster de la presente invención, y muestra un valor muy pequeño de, aproximadamente, 20-30 g/d. El pequeño módulo elástico de las fibras es responsable del tacto tan suave de sus telas producto. La excelente recuperación de elasticidad también es una característica importante de las fibras de poliéster de la presente invención. Incluso cuando las fibras de poliéster de la presente invención se alargan un 15% aproximadamente, las fibras se restablecen hasta, aproximadamente, un 100% de su longitud original, e incluso cuando se alargan un 20%, su recuperación elástica es superior al 80%, aproximadamente. Por lo tanto, cuando las fibras de poliéster de la presente invención se utilizan para hacer una tela, es posible proporcionar una tela con un tacto suave y unas propiedades de elasticidad satisfactorias, manteniendo, al mismo tiempo, una tenacidad adecuada.

A continuación, se explicará un proceso de producción de fibras de poliéster, según la presente invención, utilizando hilo estirado como ejemplo.

Las fibras de poliéster de la presente invención se pueden producir utilizando una extrusora para fundir los materiales de partida que se han secado, como mínimo, hasta un contenido de humedad de 100 ppm y, preferiblemente, no superior a 50 ppm, y, a continuación, extrudiendo el material de partida fundido a través de una hilera, enrollándolo y, seguidamente, estirándolo. El estirado realizado después del enrollado puede ser el proceso convencional por el que el hilo que se ha hilado y, a continuación, enrollado en una bobina se estira utilizando un aparato separado, o el proceso de hilado-estirado, en el que las etapas de hilado y estirado se combinan, en el que la composición de la resina que se ha extrudido desde una hilera se enfría completamente para que se solidifique y, a continuación, se enrolla, como mínimo, varias veces en un primer rollo giratorio a una velocidad fija, de manera que no se transfiera absolutamente ninguna tensión antes o después del rollo, y el estirado se realiza entre el primer rollo y el segundo rollo situado después del primer rollo.

El proceso convencional se explicará a continuación mediante ilustración.

Según la presente invención, la temperatura de hilado para el hilado en fundido del material de partida se encuentra de forma adecuada en el intervalo 240-320ºC, preferiblemente, de 240-300ºC y, más preferiblemente, 240-280ºC. Si la temperatura de hilado es inferior a 240ºC, la temperatura será demasiado baja para producir un estado fundido estabilizado, y aumentará la desigualdad de las fibras obtenidas, e impedirá que muestren una tenacidad y una elongación satisfactorias. Si la temperatura de hilado es superior a 320ºC, la descomposición térmica es más severa, de manera que el hilo resultante se descolorirá y no mostrará una tenacidad y una elongación satisfactorias.

La velocidad de enrollado del hilo no está particularmente restringida, pero, normalmente, el enrollado se consigue a no más de 3500 m/min, preferiblemente a no más de 2500 m/min, y, más preferiblemente, a no más de 2000 m/min. Si la velocidad de enrollado supera 3500 m/min, la cristalización de las fibras progresará mucho antes del enrollado, lo que hará imposible aumentar la proporción de estirado durante la etapa de estirado, impediendo así la orientación de las moléculas, y no se podrán obtener fibras con suficiente tenacidad de hilo y recuperación elástica, de manera que se producirá interferencia de enrollado, causando que la bobina, etc. no se pueda sacar de la máquina enrolladora. La proporción de estirado para el estirado puede ser 2-4, preferiblemente, 2,2-3,7 y, más preferiblemente, 2,2-3,1. Combinando el procesado de estirado con el tratamiento térmico posterior, es posible, de esta manera, producir fibras con una birrefringencia de 0,03 o mayor. Con una proporción de estirado de solamente hasta 2, no es posible orientar suficientemente el polímero con el estirado, y las fibras resultantes tendrán una recuperación elástica baja. Con una proporción de estirado mayor de 4, la rotura del hilo es severa y no se puede obtener un estirado estable.

La temperatura adecuada para el estirado es de 30-80ºC, preferiblemente, 35-70ºC y, más preferiblemente, 40-65ºC en la zona de estirado. Cuando la temperatura en la zona de estirado es inferior a 30ºC, se produce más rotura de hilo durante el estirado, de manera que no se pueden obtener fibras continuas. Por encima de 80ºC, la propiedad de deslizamiento de las fibras se altera en la zona calentada, incluyendo el rollo de estirado, de manera que la rotura de monofilamento aumenta y el hilo queda lleno de pelusa. El polímero también resbala contra sí mismo, de manera que las fibras no experimentan una orientación suficiente y la recuperación elástica de las fibras disminuye.

Con el fin de evitar cambios en la estructura de la fibra a lo largo del tiempo, es necesario realizar un tratamiento térmico después del estirado. El tratamiento térmico adecuado es de 90-200ºC, preferiblemente, 100-190ºC, y, más preferiblemente, 110-180ºC. Si la temperatura de calor es inferior a 90ºC, las fibras no experimentan una cristalización suficiente, y la recuperación elástica de las fibras disminuye. Con una temperatura de estirado elevada superior a 200ºC las fibras quedan cortadas en la zona de tratamiento térmico, y el estirado es imposible.

El proceso de hilado-estirado se explicará a continuación mediante ilustración.

Después de pasar los multifilamentos fundidos que se han extrudido desde la hilera a través de una zona de calentamiento de 2-80 cm de longitud mantenida a una temperatura atmosférica de 30-200ºC y situada directamente debajo de la hilera para evitar un enfriamiento drástico, los multifilamentos fundidos se enfrían rápidamente para ser convertidos en multifilamentos sólidos, se enrollan alrededor de un primer rollo calentado a 40-70ºC a una velocidad de 300-3000 m/min, y no se terminan, sino que, a continuación, se enrollan alrededor de un segundo rollo calentado a 120-160ºC con un estirado de hasta un factor de 1,5-3 entre el primer rollo y el segundo rollo, que rota a una velocidad mayor que el primer rollo, después del cual se terminan utilizando una máquina de enrollado que funciona a una velocidad menor que la del segundo rollo. Si es necesario, el tratamiento de entrelazado se puede realizar durante el proceso de hilado. El hilo no estirado que se ha enrollado primero a una velocidad de enrollado de 300-3000 m/min también se puede pasar alrededor de este primer rollo y segundo rollo y, a continuación, terminarlo.

En el proceso de hilado-estirado, se prefiere más que la extrusión en fundido del polímero se realice de la misma manera que en el proceso convencional, con los multifilamentos fundidos que se han extrudido desde la hilera que no se han enfriado rápidamente de una vez, sino que se han pasado a través de una zona de calientamiento de 2-80 cm de longitud mantenida a una temperatura atmosférica de 30-200ºC y situada directamente debajo de la hilera para evitar un enfriamiento drástico y, a continuación, los multifilamentos fundidos se enfrían rápidamente para ser convertidos en multifilamentos sólidos y ser suministrados a la etapa de estirado posterior. Al atravesar esta zona de calentamiento, es posible inhibir la cristalización fina del polímero en las fibras con un enfriamiento rápido y producción de partes amorfas ultraorientadas, y formar una estructura amorfa que se estire fácilmente en la etapa de estirado, para obtener así las propiedades necesarias de las fibras para la presente invención. Ya que el poli(trimetilen tereftalato) tiene una velocidad de cristalización mucho mayor que otros poliésteres, tales como el poli(etilen tereftalato), por ejemplo, este enfriamiento gradual es un método muy efectivo para inhibir la formación de cristales finos y partes amorfas ultraorientadas. El enfriamiento rápido ocurre cuando la temperatura atmosférica directamente debajo de la hilera es inferior a 30ºC, y esto dificulta incrementar la proporción de estirado y tiende a resultar en una rotura de hilo a 200ºC y por encima. Por lo tanto, la temperatura de la zona de calentamiento es, preferiblemente, de 40-200ºC, y, más preferiblemente, 50-150ºC. La longitud de la zona de calentamiento es de 5-30 cm.

La velocidad de hilado del hilo es de 300-4000 m/min para el enrollado alrededor del primer rollo. Si la velocidad de hilado es inferior a 300 m/min, la estabilidad de hilado será superior pero la productividad estará muy reducida. Si supera 4000 m/min, la orientación de las partes amorfas y la cristalización parcial se acelerarán antes del enrollado y no será posible aumentar la proporción de estirado de las fibras en la etapa de estirado, de manera que no se podrá conseguir la orientación de las moléculas y será difícil que las fibras muestren una tenacidad de hilo suficiente. La velocidad de hilado es, preferiblemente, 1500-2700 m/min.

La velocidad de la máquina de enrollado debe ser menor que la del segundo rollo, para dar lugar a una orientación relajada de las partes amorfas de las fibras, y esto resulta en el debilitamiento de la gran contracción en las fibras de poli(trimetilen tereftalato), así como en una ligera mejora de la capacidad de tinción a medida que las partes amorfas están más sueltas, para formar una estructura en la que el colorante puede entrar más fácilmente. La proporción de relajación (velocidad de enrollado/velocidad del segundo rollo) es, aproximadamente, de 0,95-0,99, y, preferiblemente, 0,95-0,98.

La velocidad del segundo rollo se determina con la proporción de estirado, y, normalmente, es de 600-6000 m/min. La proporción de estirado entre el primer rollo y el segundo rollo es de 1,3-3 veces, y, preferiblemente, 2-2,7 veces. Combinando el tratamiento de estirado y el tratamiento térmico posterior de esta manera, es posible aumentar la birrefringencia de las fibras hasta 0,03 o más. Con una proporción de estirado de solamente hasta 1,3 no es posible orientar suficientemente el polímero con el estirado, y las fibras resultantes tendrán una tenacidad y una recuperación elástica bajas. Con una proporción de estirado mayor de 3, la formación de pelusa es frecuente y no se puede conseguir un estirado estable. La temperatura del primer rollo es de 40-70ºC, ya que es fácil crear una condición adecuada para el estirado en este intervalo. La temperatura del primer rollo es, preferiblemente, de 50-60ºC. El control de calor se consigue con el segundo rollo, y la temperatura de este rollo es de 120-160ºC. Faltará estabilidad al calor si la temperatura del segundo rollo es inferior a 120ºC, resultando en fibras susceptibles a la deformación por calor y al cambio con el tiempo, y también disminuirá la decoloración de la tinción. Si la temperatura del segundo rollo es superior a 160ºC, se producirá formación de pelusa y rotura de hilo, haciendo imposible conseguir un hilado estable. La temperatura del segundo rollo es, preferiblemente, de 120-150ºC.

Las fibras de poliéster obtenidas de esta manera se pueden utilizar solas o como parte de una tela para dar a la tela una suavidad, unas propiedades de elasticidad y una capacidad de tinción por el colorante excelentes. No existen restricciones particulares en otras fibras también utilizadas como parte de la tela, y, especialmente, cuando se utilizan en combinación con otras fibras, tales como las fibras elásticas, tal como fibras elásticas de poliuretano, o fibras de celulosa, lana, seda, fibras de acetato, etc. es posible mostrar características, tales como un tacto suave y propiedades de elasticidad que no se pueden conseguir con telas compuestas utilizando fibras sintéticas conocidas o fibras químicas.

Según la presente invención, una tela incluye una tela tejida y una tela tricotada. Las telas de la presente invención incluyen las telas compuestas mencionadas anteriormente, sin restricciones particulares en la forma de las fibras de poliéster utilizadas o en el método de tejido y tricotado, por lo que se puede utilizar cualquier método conocido. Por ejemplo, se pueden mencionar telas de ligamento tafetán utilizadas para hilos de urdimbre o hilos de trama, telas tejidas reversibles, telas tricotadas, tales como tejido de punto de máquina ketten y telas de raschel, etc., y se puede utilizar hilo doble, hilo trenzado o entrelazado.

Las telas de la presente invención incluyen telas compuestas que se pueden teñir después de ser tejidas, por ejemplo, mediante un proceso que comprenda descrude, prefijación, tinción y fijación final con un método común. Si es necesario, el descrude puede ir seguido de un tratamiento de reducción cáustica convencional antes de la tinción.

El descrude se puede realizar a una temperatura en el intervalo de 40-98ºC. En el caso de un compuesto con fibras elásticas, en particular, se prefiere el descrude durante el relajamiento de las fibras para mejorar la elasticidad.

La fijación térmica antes y/o después de la tinción se puede omitir, pero ambos se realizan, preferiblemente, para mejorar la estabilidad de la forma y la capacidad de tinción de la tela. La temperatura para la fijación térmica es de 120-210ºC y, preferiblemente, de 140-180ºC, y el tiempo de fijación térmica es de 10 segundos a 5 minutos, y, preferiblemente, de 20 segundos a 3 minutos.

La tinción se puede realizar sin utilizar un transportador, a una temperatura de 70-150ºC, preferiblemente, 90-120ºC, y, más preferiblemente, 90-100ºC. Para obtener una tinción uniforme, se prefiere, especialmente, utilizar ácido acético, hidróxido sódico, para ajustar el pH para adecuar el colorante, y utilizar también, al mismo tiempo, un agente dispersante que consista en un surfactante.

Después de la tinción, se aplican métodos conocidos para limpiar o lavar mediante reducción la tela teñida. Los métodos pueden ser métodos convencionales, por ejemplo, un tratamiento utilizando un agente reductor, tal como hidrosulfito sódico en una disolución alcalina de carbonato sódico o hidróxido sódico.

Mejor modo de realizar la presente invención

La presente invención se explicará, a continuación, en más detalle con referencia a los ejemplos. Los valores más destacados que se dan en los ejemplos se midieron siguiendo los métodos siguientes.

(1) Medición de la viscosidad intrínseca de los materiales de partida y las fibras

La viscosidad intrínseca [\eta] se determinó según la ecuación siguiente, utilizando un tubo de viscosidad Ostwald, y utilizando o-clorofenol a 35ºC, con la relación \etasp/C entre la viscosidad específica \etasp y la concentración C (g/100 mililitros) extrapolada a la concentración cero.

[\eta] \ = \ lim \ (\eta sp/C)

C \rightarrow 0

(2) Medición de la cantidad de fósforo elemental y cobalto elemental en los materiales de partida y las fibras, cantidad de elemento metal utilizado como reacción de policondensación, y valor X

La cantidad de fósforo elemental y cobalto elemental y la cantidad de elemento metal, tal como titanio, utilizada como catalizador de policondensación se midió utilizando un espectroscopio de emisión de plasma de alta frecuencia (modelo: IRIS-AP, Thermo Jarrel Ash). La muestra de análisis se preparó de la manera siguiente. Una muestra de 0,5 g y 15 mililitros de ácido sulfúrico concentrado se añadieron a un matraz erlenmeyer, y se disolvieron durante 3 horas en una placa caliente a 150ºC y durante 2 horas en una placa caliente a 350ºC. Después de enfriar, se añadieron 5 mililitros de peróxido de hidrógeno para descomposición oxidativa, después de la cual la disolución se concentró hasta 5 mililitros, se añadieron 5 mililitros de una disolución acuosa de ácido clorhídrico concentrado/agua (1:1) y todavía se añadieron 40 mililitros de agua para preparar la muestra de análisis. El valor X representa la proporción del número de moles de fósforo elemental en el compuesto de fósforo respecto al número de moles del elemento metal utilizado como catalizador de policondensación (= no. de moles de fósforo elemental en el compuesto de fósforo/no. de moles de elemento metal utilizado como catalizador de policonden-
sación).

(3) Medición de la decoloración (amarillez) de los materiales de partida y las fibras

En el caso de los materiales de partida refinados o las fibras refinadas, se utilizó una tela tricotada con un solo extremo introducido (28G, punto plano) en una pila de 6, y un ordenador de color (Equipo Suga Test) para medir el color. El valor b representa la amarillez y la intensidad de matices azules, con un aumento de la amarillez a medida que el valor aumenta desde cero. Por el contrario, la intensidad de matices azules aumenta a medida que el valor disminuye desde cero. Un valor más próximo a cero indica menor color.

(4) Medición del punto de fusión de los materiales de partida y las fibras

Se utilizó un DSC de Seiko Electronics para una medición a un flujo de nitrógeno de 100 mililitros/min a un gradiente de temperatura de 20ºC/min. Aquí, el valor máximo del pico de fusión se definió como el punto de fusión.

(5) Medición de los dímeros cíclicos en los materiales de partida y las fibras

Una parte de 0,3 g de la composición de la resina o las fibras se midió y se añadió a una mezcla de 5 mililitros de hexafluoroisopropanol y 5 mililitros de cloroformo para disolverla a temperatura ambiente. Una vez completada la disolución, se añadieron 5 mililitros de cloroformo y, aproximadamente, se añadieron adicionalmente 80 mililitros de acetonitrilo. Esto dio lugar a la precipitación de sustancias insolubles que, a continuación, se filtraron, y el filtrado total se transfirió a un matraz de 300 mililitros y se añadió acetonitrilo para obtener una disolución clara con un volumen total de 200 mililitros.

La disolución se analizó mediante cromatografía líquida de alta resolución para medir la cantidad de dímeros cíclicos. La columna utilizada era una Bondasphere \mu de 15\mu C-18-100A, 3,9 x 190 mm (Waters Co.), se utilizó agua/acetonitrilo (proporción de volumen: 30/70) como fase móvil, y se utilizaron rayos ultravioleta con una longitud de onda de 242 nm para la detección. La temperatura era de 45ºC, y la velocidad de flujo de 1,5 mililitros/min.

(6) Medición de la cantidad de BPE en los materiales de partida y las fibras

Se añadió una parte de 2 g de material de partida refinado o fibras a 25 mililitros de una disolución de metanol que contenía hidróxido potásico 2 N, la solvólisis se llevó a cabo durante 4 horas bajo reflujo, y la disolución de metanol se utilizó para cuantificación por cromatografía de gases. La columna utilizada era DURABOND DB-WA x 0,25 mm x 30 mm (0,25 \mum), y la medición se realizó con un gradiente de temperatura desde 150 hasta 230ºC a una velocidad de 20ºC/min mientras se soplaba helio a 100 mililitros/min.

(7) Método de hilado y medida de la velocidad de formación de pelusa

Después del secado, el material de partida se fundió a una temperatura de extrusión de 270ºC, se pasó a través de la boquilla de una hilera (36 orificios, 0,23 mm), se hiló en fundido a una velocidad de hilado de 1500 m/min, y se enrolló como hilo no estirado. A continuación, el hilo no estirado se pasó a través de un rollo caliente a 55ºC y una placa caliente a 140ºC, y se estiró hasta 2,4 veces. El denier y el número de filamentos de las fibras resultantes se fijaron a 50 d/36 f. La velocidad de formación de pelusa se midió tomando 1000 filamentos de 500 g de hilo, contando las fibras con aparición de pelusa en la superficie, dividiendo ese número por 1000 y, a continuación, multiplicando por 100 para determinar la velocidad de formación de pelusa.

(8) Medición de la retención de la viscosidad de fusión de los materiales de partida

La viscosidad intrínseca del hilo no estirado obtenido por el método (7) se dividió por la viscosidad intrínseca del material de partida utilizado, y esto se multiplicó por 100 para determinar la retención de la viscosidad de fusión.

(9) Medición de las propiedades mecánicas de las fibras (tenacidad, elongación, módulo elástico)

Las propiedades mecánicas de las fibras se midieron según JIS-L-1013.

(10) Medición de la recuperación elástica

Las fibras se dispusieron en un analizador de tensión con un espaciador de 20 cm, y se dejaron durante un minuto con una elongación a una velocidad de tensión de 20 cm/min hasta un 20% de elongación. A continuación, se contrajo a la misma velocidad, y se dibujó una curva de tensión-deformación. La elongación residual (A) se definió como la elongación durante la contracción cuando la tensión alcanzó el cero. Entonces, la recuperación elástica se calculó según la ecuación siguiente.

Recuperación elástica = (20-A)/20 x 100(%)

(11) Medición de la birrefringencia

Se utilizó un microscopio óptico y un compensador para calcular el retraso observado en la superficie de la fibra (Fiber Handbook: edición Raw Material, p. 969, 5ª impresión, 1978, Maruzen, KK.).

Ejemplo de referencia 1

Se añadió una mezcla de acetato de calcio y acetato de cobalto tetrahidrato 7:1 a 25.000 partes en peso de dimetil tereftalato (a continuación abreviado como DMT) y 21.553 partes en peso de trimetilenglicol al 0,1% en peso/DMT (donde las unidades indican la proporción en peso respecto al DMT), y se llevó a cabo la transesterificación durante 4 horas a presión atmosférica y a la temperatura de calentamiento de 240ºC. A continuación, se añadió tetrabutóxido de titanio al 0,1% en peso/DMT y trimetilfosfato al 0,05% en peso/DMT, para policondensación a 270ºC, 26,6 Pa (0,2 Torr) durante 3 horas. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato). Las propiedades de la composición de la resina se muestran en la Tabla 1, y las propiedades de las fibras obtenidas se muestran en la Tabla 2. Las fibras obtenidas por hilado en fundido de esta composición de resina tenían una blancura excelente, una velocidad de formación de pelusa baja y una reducción de viscosidad baja en la etapa de hilado.

Ejemplos de referencia 2 y 3

El Ejemplo de Referencia 1 se repitió con cantidades diferentes de acetato de cobalto y trimetilfosfato. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato). Las propiedades de la composición de la resina se muestran en la Tabla 1, y las propiedades de las fibras obtenidas se muestran en la Tabla 2.

Las fibras obtenidas utilizando esta composición de resina tenían una blancura excelente, una velocidad de formación de pelusa baja y una reducción de viscosidad baja en la etapa de hilado.

Ejemplo de referencia 4

Se añadió una mezcla de acetato de calcio y acetato de cobalto tetrahidrato 7:1 como un catalizador de transesterificación al 0,1% respecto a la cantidad teórica de polímero, y se realizó el experimento de la misma manera que en el Ejemplo de Referencia 1, con una temperatura de polimerización de 250ºC y un tiempo de polimerización de 2 horas. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato). Las propiedades de la composición de la resina se muestran en la Tabla 1, y las propiedades de las fibras obtenidas se muestran en la Tabla 2.

El hilado en fundido de esta composición de resina dio lugar a un hilo con una blancura excelente y una velocidad de formación de pelusa baja. La reducción de viscosidad en la etapa de hilado también era baja.

Ejemplo 1

Una suspensión que contenía 1300 partes en peso de ácido tereftálico (a continuación abreviado como TPA), 1369 partes en peso de trimetilenglicol y 0,01% en peso de acetato de cobalto respecto al TPA, se sometió a la reacción de transesterificación a presión atmosférica y a una temperatura de calentamiento de 240ºC. A continuación, se añadió tetrabutóxido de titanio al 0,1% en peso/TPA y trimetilfosfato al 0,05% en peso/TPA, para policondensación a 270ºC, 26,6 Pa (0,2 Torr) durante 3 horas. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato).

Las propiedades de la composición de la resina se muestran en la Tabla 1, y las propiedades de las fibras obtenidas se muestran en la Tabla 2.

El hilado en fundido de esta composición de resina dio lugar a fibras con una blancura excelente y, respecto a la estabilidad de hilado, la velocidad de formación de pelusa era baja y la reducción de viscosidad en la etapa de hilado era baja.

Ejemplo 2

El Ejemplo 1 se repitió con carbonato de cobalto en lugar de acetato de cobalto tetrahidrato y tributilfosfato en lugar de trimetilfosfato, en cantidades diferentes. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato). Las propiedades de la composición de la resina se muestran en la Tabla 1, y las propiedades de las fibras obtenidas se muestran en la Tabla 2.

Las fibras obtenidas por el hilado de esta composición de resina tenían una blancura excelente, una velocidad de formación de pelusa baja y una reducción de viscosidad baja en la etapa de hilado.

Ejemplo 3

El Ejemplo 1 se repitió con tributilfosfito en lugar de trimetilfosfato, y sin utilizar acetato de cobalto. El polímero resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato).

Las propiedades de la composición de la resina se muestran en la Tabla 1, y las propiedades de las fibras obtenidas se muestran en la Tabla 2.

Las fibras obtenidas utilizando esta composición de resina tenían una blancura excelente, una velocidad de formación de pelusa baja y una reducción de viscosidad baja en la etapa de hilado.

Ejemplo 4

La composición de la resina del Ejemplo de Referencia 1 se sometió a una polimerización en estado sólido bajo una corriente de nitrógeno a 215ºC durante 5 horas. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato), y el contenido de dímero cíclico disminuyó drásticamente al 0,9%. La tenacidad de la fibra también aumentó, reflejando una mayor viscosidad.

Ejemplo de referencia 5

La tela tricotada con un solo extremo introducido (28G, punto plano) obtenida en el Ejemplo de Referencia 1 se fijó térmicamente a 180ºC durante 30 segundos, después de lo cual se utilizó un 4% del peso de fibra de Dianics Black HG-FS (colorante disperso de Distar, Japón) para teñir a 98ºC durante una hora con una proporción de licor a producto de 1:30, en presencia de 1 g/litro de Disper TL (Meisei Chemicals Works Ltd.) a pH 5.

El agotamiento del colorante era del 53% y la resistencia del color a la luz del producto teñido que había sido expuesto en un medidor de la decoloración a 63ºC durante 27 horas no mostró pérdida de color. En contraste, cuando se realizó el mismo experimento utilizando las fibras obtenidas en el Ejemplo 2, el agotamiento del colorante era del 84% y no se observó ninguna pérdida de color en la prueba de la resistencia a la luz.

Ejemplo comparativo 1

El Ejemplo 1 se repitió utilizando el 0,1% en peso/DMT de tetrabutóxido de titanio como catalizador de transesterificación, y sin utilizar trimetilfosfato ni acetato de cobalto. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato), pero la decoloración era extensiva, y la baja estabilidad de fusión permitió obtener solamente hilo de baja tenacidad.

Ejemplo comparativo 2

El Ejemplo 1 se repitió con la temperatura de policondensación disminuida hasta 250ºC y sin utilizar trimetilfosfito ni acetato de cobalto. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 95% en peso de poli(trimetilen tereftalato), pero la decoloración era extensiva. La baja estabilidad de fusión también permitió obtener solamente hilo de baja tenacidad. Además, debido a un contenido de dímero superior al 3% en peso, la velocidad de formación de pelusa era más elevada.

Ejemplo comparativo 3

La composición de la resina obtenida en el Ejemplo Comparativo 1 se sometió a polimerización en estado sólido bajo una corriente de nitrógeno a 215ºC durante 5 horas, para obtener una composición de resina con una viscosidad limitante de 1,1. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 97% en peso de poli(trimetilen tereftalato).

Cuando se utilizó esta composición de resina para el hilado, la retención de viscosidad disminuyó hasta el 64%, y se mostraron propiedades mecánicas pobres de 31,5 cN/tex (3,5 g/d) de tenacidad y un 35% de elongación.

Ejemplo comparativo 4

Se realizó un experimento según el Ejemplo 1, pero con una cantidad de trimetilenglicol aumentada 8 veces. El contenido de BPE de la composición de la resina resultante era del 2,1% en peso. La composición de la resina era una composición de resina con un 96% en peso de poli(trimetilen tereftalato).

Cuando esta composición de resina se utilizó para fabricar fibras que, a continuación, se teñían, de la misma manera que en el Ejemplo de Referencia 1, y, posteriormente, se sometían a una prueba de resistencia a la luz con un medidor de la decoloración, se encontró pérdida de color en el producto teñido. En contraste, no se encontró pérdida de color en las fibras teñidas del Ejemplo de Referencia 1.

Ejemplo comparativo 5

Una suspensión que contenía 1300 partes en peso de TPA, 1369 partes en peso de trimetilenglicol y 0,01% en peso de acetato de cobalto respecto al TPA, se sometió a la reacción de transesterificación a presión normal y a una temperatura de calentamiento de 240ºC. A continuación, se añadió ácido butilestaño al 1% en peso/TPA y tridecilfosfito al 0,05% en peso/TPA, para policondensación a 270ºC, 26,6 Pa (0,2 Torr) durante 3 horas. El valor b de la composición de la resina resultante era 14 y se produjo una decoloración amarilla, mientras que el contenido de dímero cíclico era del 3,4% en peso. La composición de la resina resultante era una composición de resina con un 96% en peso de poli(trimetilen tereftalato).

Las fibras obtenidas utilizando esta composición de resina mostraron amarilleamiento, y el gran contenido de dímero cíclico resultó en una velocidad de formación de pelusa elevada de 0,9.

Ejemplo 5

El procedimiento del Ejemplo 2 se repitió, con excepción de que, una vez completada la reacción de transesterificación, se añadió pentaeritritol-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil)propionato] (Irganox 1010, producto de Ciba Specialty Chemicals K.K) al 0,07% en peso/TPA. La composición de la resina era una composición de resina con un 96% en peso de poli(trimetilen tereftalato). La retención de viscosidad del polímero mejoró hasta el 98%. La composición de la resina se cortó en cuadrados de 3 mm y se calentó al aire a 130ºC durante 6 horas, y la acroleína y el alcohol alílico producidos se complementaron con un baño de nieve carbónica y metanol. Los rendimientos de acroleína y alcohol alílico eran 0,15 mg y 0,20 mg, respectivamente, por 1 g de composición de resina por hora. En contraste, los rendimientos de acroleína y alcohol alílico con la composición de resina del Ejemplo de Referencia 1 eran 0,51 mg y 0,82 mg, respectivamente.

Ejemplo comparativo 6

La composición de resina obtenida en el Ejemplo de Referencia 1 se fundió-extrudió a través de una boquilla de hilera de 0,23 mm con 36 orificios a 270ºC, y se enrolló directamente a 1600 m/min. A continuación, se trató térmicamente a 40ºC para obtener fibras de 8,3 tex/36 35 (75 d/36 f). La birrefringencia de las fibras resultantes era 0,024. Las fibras se enrollaron hasta 5 kg, y después del almacenamiento en un almacén y el hilo mostró contracción con el tiempo. Cuando se tiñó una tela tricotada con un solo extremo introducido (28G, punto plano) preparada a partir del hilo, se observó coloración desigual en partes de la tela teñida contraídas severamente.

Ejemplo 13

La composición de resina obtenida en el Ejemplo 1 se utilizó para la extrusión desde una boquilla de hilera de 0,23 mm con 36 orificios a 270ºC, y se enrolló a 3500 m/min. La birrefringencia de las fibras resultantes (POY) de 50 d/36 f era 0,058. Las fibras no mostraron ningún cambio con el tiempo incluso cuando se almacenaron en un almacén. Las fibras se estiraron hasta 1,4 veces mientras se calentaban a 160ºC, y, a continuación, se sometieron a torsión fugaz a 3500 T/min en condiciones normales de estirado-torsión fugaz. El hilo sometido a torsión fugaz que se obtuvo tenía unas propiedades de elasticidad y volumen excelentes.

Ejemplo comparativo 7

El procedimiento del Ejemplo 1 se repitió utilizando el 0,05% en peso de tris(2,4-di-t-butilfenil) fosfito en lugar del 0,05% en peso de trimetilfosfato.

La composición de la resina resultante tenía una viscosidad intrínseca de 0,74 y contenía un 96% en peso de poli(trimetilen tereftalato), y el contenido de fósforo elemental era de 5 ppm, el contenido de dímero cíclico era del 3,1% en peso y el contenido de BPE era del 0,07% en peso.

Cuando la composición de la resina se utilizó para el hilado, la fibra resultante mostró una retención de viscosidad del 84%, una tenacidad de 34,2 cN/tex (3,8 g/d) y una elongación del 33%. El contenido de fósforo elemental de las fibras era de 4 ppm, el contenido de dímero cíclico era del 3,2% en peso y el contenido de BPE era del 0,09% en peso.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

2

Aplicabilidad industrial

Las fibras de poliéster de la presente invención son fibras de poliéster con una blancura y tenacidad excelentes, que comprenden una composición de resina de poli(trimetilen tereftalato) con una blancura, una estabilidad de hilado y una estabilidad de fusión excelentes; permiten la producción industrial ventajosa por hilado en fundido de una composición de resina de poli(trimetilen tereftalato) con una gran estabilidad de fusión y una reducción del grado de polimerización baja durante la etapa de hilado.

Las fibras de poli(trimetilen tereftalato) de la presente invención tienen una capacidad de procesado satisfactoria y, por consiguiente, se pueden utilizar para fabricar telas tricotadas Y tejidas provistas de funciones que no se pueden obtener con las fibras de poliéster y nylon convencionales, para aplicaciones tales como productos de ropa representados por ropa interior, chaquetas, ropa de deporte, bañadores, medias, forros y similares, así como productos materiales, tales como alfombras, hilados con alma, floca, etc.

Claims (8)

1. Fibras de poliéster con una viscosidad limitante de 0,4-2 que satisfacen las condiciones siguientes (1) a (5).

(1) están compuestas de, como mínimo, el 90% en peso de poli(trimetilen tereftalato),

(2) contienen un compuesto de fósforo en 10-250 ppm de peso de fósforo elemental,

(3) contienen no más del 3% en peso de dímeros cíclicos,

(4) contienen entre el 0,4 y el 2% en peso de bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado con poli(trimetilen tereftalato), y

(5) tienen una birrefringencia de 0,03 o superior.

2. Fibras de poliéster, según la reivindicación 1, caracterizadas en que la proporción del número de moles de fósforo elemental en el compuesto de fósforo respecto al número de moles del elemento metal utilizado como catalizador de policondensación es de 0,4-3.

3. Fibras de poliéster, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizadas por ser el compuesto de fósforo un fosfato representado por O=P(OR_{1})(OR_{2})(OR_{3}) o un fosfito representado por P(OR_{4})(OR_{5})(OR_{6}), en los que R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5} y R_{6} pueden ser iguales o distintos, y se seleccionan entre átomos de hidrógeno o grupos orgánicos de 1-8 átomos de carbono, metales alcalinos y metales alcalinotérreos.

4. Fibras de poliéster, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por contener, adicionalmente, un compuesto de cobalto en 5-200 ppm en términos de peso elemental de cobalto.

5. Fibras de poliéster, según la reivindicación 4, caracterizadas por ser el compuesto de cobalto, como mínimo, uno seleccionado entre acetato de cobalto, formiato de cobalto, carbonato de cobalto, acetilacetonato de cobalto y sulfato de cobalto.

6. Fibras de poliéster, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por contener no más del 1% en peso de un antioxidante a base de fenol impedido.

7. Fibras de poliéster, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas por tener una viscosidad limitante de 0,81-2, y no ser el contenido de dímero cíclico superior al 2% en peso.

8. Tela, entera o una parte de la misma, que utiliza fibras de poliéster, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.