ES2316408T3 - Fibras huecas y procedimiento de fabricacion de fibras huecas. - Google Patents
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Abstract
Fibra hueca que comprende un polímero termoplástico con un contenido de agua de equilibrio de 2% o inferior en la que el número de partes huecas (alfa 1) y la proporción hueca (alfa 2) satisfacen la ecuación siguiente: alfa 1 >= 7 2 <=alfa 2 <= 65 0,14 <= (alfa 1x alfa 2)/100 <= 250
Description
Fibras huecas y procedimiento de fabricación de
fibras huecas.
La presente invención se refiere a fibras huecas
excelentes en suavidad y que presentan una textura favorable con
tactos secos y voluminosos, además del procedimiento de fabricación
de las mismas, y más en particular, se refiere a fibras huecas
porosas, tales como fibras que poseen una sección transversal
similar a las raíces de loto por ejemplo, y una estructura de fibra
de la misma.
Las fibras sintéticas tales como las de los
poliésteres y las poliamidas se han utilizado por lo general en
confección, además de para usos de aplicaciones industriales en
vista de sus propiedades físicas y químicas excelentes y poseen un
valor industrialmente importante. Sin embargo, comparadas con las
fibras naturales tales como seda, algodón lino, tales fibras
sintéticas poseen una textura monótona o brillo, a causa de una
distribución simple de finura de hilo, gran finura de hilo y de
forma de sección transversal simple. Además, las fibras sintéticas
son de baja calidad y poseen tactos pegajosos y fríos. En vista de
lo expuesto anteriormente, por lo general se ha llevado a cabo
adoptar una forma de sección transversal realizada con plantilla
para las fibras sintéticas o conformar hueca la estructura de las
fibras para mejorar las desventajas de las fibras sintéticas
descritas anteriormente.
Por lo general, las fibras de la sección
transversal conformadas con plantilla o las fibras huecas fabricadas
utilizando unas toberas de hilado conformadas con plantilla o
toberas de hilado huecas implican un problema que la sección
transversal conformada con plantilla se pierde o las porciones
huecas tienden a desmoronarse por la tensión superficial de la
resina en un estado fundido a partir del hilado hasta la
solidificación o mediante la tensión de contracción durante el
hilado. Particularmente, cuando se intenta desarrollar una forma
hueca porosa, incluso cuando las fibras tienen una estructura hueca
porosa solo después del hilado, tal porción hueca porosa se
desmorona y se elimina o la proporción de las porciones huecas
tienden a disminuir, de forma que ha sido sustancialmente imposible
de obtener fibras que poseen porciones huecas porosas mediante tales
procedimientos.
Por otro lado, la solicitud de patente japonesa
no examinada nº Hei 7-316977 propone una técnica
para la formación de fibras conjugadas utilizando un polímero que
se descompone fácilmente con álcali como un componente isla y un
polímero resistente al álcali con una velocidad de absorción de agua
de 3% o más tal como poliamida o un copolímero de tipo alcohol
etilenvinílico como un componente mar y la eliminación de un
polímero que se descompone fácilmente con una solución de álcali
acuosa caliente para obtener fibras huecas porosas. Sin embargo,
esta técnica requiere el tratamiento de agua residual que contiene
los productos de descomposición por álcali y lleva a problemas
medioambientales significativos. Además, ya que es necesario extraer
el componente isla utilizando la solución alcalina acuosa mediante
el componente mar de las fibras conjugadas, el procedimiento
experimenta restricción para la clase de polímero en que tiene que
usarse un polímero absorbedor de agua para el componente mar.
Además, es difícil utilizar un ácido poliláctico o un poliéster
sensible a los álcalis para el componente mar y es sustancialmente
imposible producir fibras huecas porosas que poseen el componente
marítimo que comprende poliésteres compuestos principalmente de
ácido poliláctico, tereftalato de polietileno o tereftalato de
polibutileno como el esqueleto.
La presente invención intenta solucionar los
problemas anteriores de la técnica anterior y proporcionar fibras
huecas constituidas con un polímero denominado hidrofóbico que
muestra una absorción escasa al agua, y que posee una porción nueva
porosa excelente en suavidad, tactos seco y voluminoso, además una
estructura de fibra que las contiene.
La presente invención intenta además
proporcionar fibras conjugadas adecuadas para la fabricación de
tales fibras huecas sin problemas en el tratamiento de agua
residual o respecto al medioambiente.
La presente invención intenta además
proporcionar un procedimiento para la fabricación de fibras huecas
utilizando tales fibras conjugadas.
La primera invención de la presente solicitud
proporciona fibras huecas que comprenden un polímero termoplástico
con un contenido de agua de equilibrio de 2% o menos en el que el
número de porciones huecas (\alpha_{1}) y la proporción hueca
(\alpha_{2}) satisfacen la ecuación siguiente:
\alpha_{1}\geqq 7
2 \leqq \alpha_{2} \leqq 65
0,14 \leqq (\alpha_{1} x
\alpha_{2})/100 \leqq 250
La segunda invención proporciona un
procedimiento para la fabricación de fibras huecas, o una estructura
de fibra hueca que contiene las fibras huecas mediante el
tratamiento de fibras conjugadas o una estructura de fibra que
contiene las fibras que comprenden un polímero termoplástico con un
contenido de agua de equilibrio de 2% o menos como un componente
marítimo y un polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble
en agua como un componente isla en el que el número de isla
(\alpha_{n}) y la proporción de componente isla (\alpha_{s})
en la fibra conjugada satisface la ecuación siguiente con agua, y
por lo menos disuelve parcialmente para eliminar el polímero de
alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua a partir de las
fibras conjugadas:
\alpha_{n}\geqq 7
2 \leqq \alpha_{s} \leqq 65
0,14 \leqq (\alpha_{n} x
\alpha_{s})/100 \leqq 250
Una tercera invención proporciona fibras
conjugadas de tipo isla mar utilizadas para el procedimiento de
fabricación descrito anteriormente.
La estructura de fibra a la que se hace
referencia en la presente invención incluye hebras multifilamento,
hilos hilados, tejidos planos o tricotados, tejidos planos, papel,
pieles artificiales y fibra de relleno constituidas solamente de
las fibras según la presente invención, además de los hilos
texturados tales como las hebras de filamento mezcladas o las
hebras hiladas mezcladas, las hebras alabeadas, hebras enrolladas o
hebras rizadas, tejidos planos tejidos, tejidos tricotados de unión
y laminados de fibra con fibras naturales, fibras semisintéticas u
otras fibras sintéticas, y además, diversas clases de productos
finales que los comprenden tales como confección, materiales vivos,
materiales industriales y artículos médicos.
La figura 1 es una vista de la sección
transversal de una fibra que ilustra un ejemplo de una forma de
sección transversal de una fibra conjugada según la presente
invención;
la figura 2 es una vista de la sección
transversal de una fibra que ilustra un ejemplo de una forma de
sección transversal de una fibra conjugada según la presente
invención;
la figura 3 es una vista de la sección
transversal de una fibra que ilustra un ejemplo de una forma de
sección transversal de una fibra conjugada según la presente
invención; y
la fig. 4 es una vista de la sección transversal
de una fibra que ilustra un ejemplo de una forma transversal de
sección de una fibra conjugada según la presente invención.
Es importante para las fibras huecas según la
presente invención que el componente comprenda un polímero
termoplástico con un contenido de agua de equilibrio de 2% o menos.
El número de porciones huecas (\alpha_{1}) es 7 o más en la
sección transversal de la fibra y según la presente invención, se
pueden obtener las fibras huecas de la proporción hueca elevada o
de las fibras huecas porosas con el número de porciones huecas de 9
o más, 30 o más y particularmente, 50 o más.
Además, es importante en la presente invención
que el número de porciones huecas (\alpha_{1}) y la proporción
hueca (\alpha_{2}) satisfaga las ecuaciones siguientes:
\alpha_{ 1}\geqq 7
2 \leqq \alpha_{2} \leqq 65
0,14 \leqq (\alpha_{1} x
\alpha_{2})/100 \leqq 250
No existe una restricción particular sobre el
límite superior para el número de porciones huecas pero huecas
llega a ser difícil formar las fibras conjugadas para producir tales
fibras huecas y las propiedades de la fibra tienden a disminuir a
medida que el número de porciones huecas aumenta y no son adecuadas
los usos de aplicación que requieren la resistencia de la fibra en
alguna medida. En consecuencia, el número se establece de forma
deseada a 1.500 o menos, más preferentemente, 1.000 o menos y, más
preferentemente, 600 o menos dependiendo de los usos de aplicación.
Además, no existe restricción en absoluto para la forma de las
porciones huecas individuales, que pueden ser circulares, elípticas
o cualquiera otra forma realizada con plantilla. Además, la porción
hueca se puede formar continua o de discontinuamente en la dirección
del eje de la fibra.
La proporción hueca (\alpha_{2}) de la fibra
hueca de la presente invención es de 2 a 65%, preferentemente de 5
a 60% y, más preferentemente de 10 a 60%. Si la proporción hueca es
inferior a 2%, no se puede conseguir de forma suficiente el efecto
de la suavidad y el tacto voluminoso como fibra hueca no se puede
conseguir de forma suficiente y, por otro lado, si la proporción
hueca excede 65%, es difícil proporcionar una fibra hueca con
propiedades de fibra prácticas a causa de la insuficiencia en de
resistencia de la fibra o similares.
El número de las porciones huecas y la
proporción hueca de la fibra hueca se puede establecer de forma
adecuada dependiendo del uso de la aplicación y es importante que
(\alpha_{1} x \alpha_{2})/100 se establece dentro de un
intervalo de 0,14 a 250.
Si (\alpha_{1} x \alpha_{2})/100 es
inferior a 0,14, los tejidos obtenidos carecen de la sensación de
suavidad.
Si (\alpha_{1} x \alpha_{2})/100 es
inferior a 250, se obtiene menos color denso cuando se forma en los
tejidos.
En consecuencia, un intervalo para
(\alpha_{1} x \alpha_{2})/100 es, preferentemente, de 0,7 a
200 y, más preferentemente, de 1,0 a 150.
La fibra hueca de la presente invención se
obtiene básicamente mediante la eliminación del componente isla a
partir de la fibra conjugada de tipo mar-isla, en la
que el número de islas (\alpha_{n}) y la proporción del
componente isla (\alpha_{s}) corresponde, respectivamente, a
\alpha_{1} y \alpha_{2} descritos anteriormente, y la
significancia técnica para (\alpha_{n}) y (\alpha_{s})
mostrada anteriormente poseen la misma significancia según se ha
descrito anteriormente.
\alpha_{ 1}\geqq 7
2 \leqq \alpha_{s} \leqq 65
0,14 \leqq (\alpha_{n} x
\alpha_{s})/100 \leqq 250
Los ejemplos típicos de las fibras conjugadas
utilizadas como la materia prima para la fibra hueca se muestran en
las vistas de sección transversal, por ejemplo, como en la fig. 1 a
la fig. 4. La fibra conjugada de la fig. 1 posee una forma en la
que los componentes 2 isla pequeños comprenden un polímero de
alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua en el centro de
la sección transversal de la fibra rodeada con un componente mar 1
que comprende un polímero termoplástico con 2% o menos de contenido
de agua de equilibrio. La fibra conjugada de la fig. 2 posee una
forma en la que los componentes 2 isla más pequeños que comprenden
cada uno un polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble
en agua poseyendo una forma indefinida no circular están rodeados
del componente 1 mar que comprende un polímero termoplástico con 2%
o menos del contenido de agua de equilibrio. La fig. 3 y la fig. 4
muestran la fibra que posee una sección transversal trigonal.
La proporción conjugada entre el componente isla
y el componente mar de la fibra conjugada se puede variar
adecuadamente dependiendo de la extensión del establecimiento del
número de porciones huecas y la proporción hueca de la fibra hueca
obtenida finalmente. Si la proporción del componente isla es
demasiado pequeña, el efecto de la suavidad o similar como la fibra
siguiente no se puede obtener suficientemente y, mientras por otro
lado, si la proporción de la porción hueca es excesiva, es difícil
obtener una fibra hueca que posee propiedades de fibra prácticas.
En consecuencia, se fija la proporción isla a mar, preferentemente,
de 2:98 a 65:35 y, más preferentemente, de 5:95 a 60:40.
Además, no existe restricción particular sobre
la forma de sección transversal de la fibra y puede incluir, además
de la sección transversal circular mostrada en los dibujos, y
cualquier otra forma, por ejemplo, forma alisada, forma elíptica,
forma poligonal tales como de la forma trigonal a la forma
octogonal, forma T, y forma multilobulada tal como la forma
trilobulada a octolobulada. Además, se pueden incorporar según se
requiera a las fibras de la presente invención los aditivos
opcionales tales como blanqueadores de fluorescencia,
estabilizadores, retardantes de llama y colorantes.
A continuación, se va a hacer la descripción
para el polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble en
agua (en adelante denominado asimismo simplemente como PVA) como el
componente isla de la fibra conjugada utilizada para la producción
de la fibra hueca según la presente invención.
El PVA utilizado en la presente invención, puede
incluir homopolímeros de alcohol polivinílico, además de alcoholes
polivinílicos modificados, por ejemplo, en los que se ha introducido
grupos funcionales mediante copolimerización, modificación terminal
y post-reacción.
El grado de polimerización promedio en
viscosidad de PVA (en adelante referido simplemente como grado de
polimerización) utilizado en la presente invención es,
preferentemente, de 200 a 500, más preferentemente, de 230 a 470,
particularmente preferentemente de 250 a 450. Si el grado de
polimerización es inferior a 200, no se puede obtener correosidad
suficientemente después del hilado haciendo difícil formar fibras
dependiendo del caso. Si el grado de polimerización excede 500, la
viscosidad de fusión es excepcionalmente elevada, haciendo imposible
descargar el polímero de las toberas de hilado dependiendo del
caso. Por medio de la utilización del PVA del así denominado grado
de polimerización bajo que posee un grado de polimerización de 500 o
menos, la velocidad de disolución se puede incrementar cuando la
fibra conjugada se disuelve es una solución acuosa y, además, se
puede reducir el encogimiento de la fibra conjugada tras la
disolución.
El grado de polimerización (P) del PVA se puede
medir según el documento JIS K6726. Esto es, el grado de
polimerización se determina mediante la saponificación y la
purificación de PVA y a continuación se mide la viscosidad
intrínseca [\eta] (dl/g) medida en agua a 30ºC según la ecuación
siguiente:
P = ([\eta] x
10^{3}/8,29)
^{(1/0,62)}
Cuando el grado de polimerización está dentro
del intervalo según se ha descrito anteriormente, el objetivo de la
presente invención se puede conseguir de forma más adecuada.
El grado de saponificación del PVA utilizado en
la presente invención es, preferentemente, de 90 a 99,99% en moles,
más preferentemente de 93 a 99,98% en moles, más preferentemente, de
94 a 99,97% en moles y, particularmente preferentemente, de 96 a
99,96% en moles. Si el grado de saponificación es inferior a 90% en
moles, la estabilidad al calor del PVA es pobre y algunas veces no
se puede conseguir un hilado fundido satisfactorio debido al calor
de descomposición o a la gelificación y, dependiendo de la clase del
monómero que copolimeriza que se va a describir a continuación,
disminuye la solubilidad de agua del PVA.
Por otro lado, el PVA con el grado de
saponificación de 99,99% en moles o más tiende a disminuir la
solubilidad y no se puede producir de forma estable, de forma que
las fibras no se pueden formar de forma estable.
Además, el PVA utilizado en la presente
invención, preferentemente, posee una fracción molar, basada en la
unidad de alcohol vinílico, de un grupo hidroxilo de unidades de
alcohol vinílico localizada en el centro de tres cadenas de
unidades de alcohol vinílico sucesivas en términos de la expresión
de tríada de 70-99,9% en moles, un punto de fusión
de 160ºC a 230ºC e iones de metal alcalino, tales como iones de
sodio, de 0,0003 a 1 parte de masa basada en 100 partes de masa de
PVA.
El grupo hidroxilo del alcohol vinílico
localizado en el centro de tres cadenas de unidades de alcohol
vinílico sucesivas en términos de la expresión de tríada del
alcohol polivinílico significa pico (I) para el PVA que refleja la
tacticidad de la tríada de los protones del grupo hidroxilo medida
en una solución de d6-DMSO a 65ºC con un
instrumento de RMN de protón de 500 MHz (JEOL
GX-500).
El pico (I) indica la suma total de la cadena de
isotacticidad (4,54 ppm), la cadena de heterotacticidad (4,36 ppm)
y la cadena de sindiotacticidad (4,13 ppm) en la expresión de la
tríada de los grupos hidroxilos de PVA y el pico (II) para todos
los grupos hidroxilos en la unidades de alcohol vinílico aparece en
la región de desplazamiento químico de 4,05 ppm a 4,70 ppm, de
forma que la fracción molar del grupo hidroxilo localizado en el
centro de tres cadenas de unidades de alcohol vinílico sucesivas en
términos de la expresión de la tríada a la unidad de alcohol
vinílico en la presente invención se representa como 100 x
(I)/(II).
Si el contenido del grupo hidroxilo localizado
en el centro de tres cadenas de unidades de alcohol vinílico
sucesivas en términos de la expresión de la tríada del PVA es
inferior a 70% en moles, la cristalinidad del polímero disminuye
para deteriorar la resistencia de la fibra y, además, las fibras se
pegarán unas a otras tras el hilado fundido y no se pueden a veces
desovillar después del devanado. Además, no se pueden obtener las
fibras termoplásticas solubles en agua objetos en la presente
invención dependiendo del caso.
Si el contenido del grupo hidroxilo localizado
en el centro de tres cadenas de unidades de alcohol vinílico
sucesivas en términos de la expresión de la tríada de PVA es más del
99,9% en moles, ya que el punto de fusión del polímero es elevado,
la temperatura de hilado fundido tiene que ser elevada y, como
resultado, la estabilidad al calor del polímero es pobre tras el
hilado fundido tendiendo a causar descomposición, gelificación y
coloración del polímero.
Además, cuando el PVA según la presente
invención es un PVA de etileno modificado, el efecto de la presente
invención se mejora además cumpliendo la ecuación siguiente:
-1,5 x Et + 100
\geqq \ fracción \ molar \geqq -Et +
85
en la que la fracción molar (% en
moles) representa la fracción molar del grupo hidroxilo localizado
en el centro de tres cadenas de unidades de alcohol vinílico
sucesivas en términos de la expresión de tríada de PVA y Et
representa el contenido de etileno (% en moles) contenido en el
polímero de alcohol
vinílico.
En consecuencia, el contenido del grupo
hidroxilo localizado en el centro de tres cadenas de unidades de
alcohol vinílico sucesivas en términos de la expresión de la tríada
de PVA utilizada en la presente invención es, preferentemente, a
partir de 72 a 99% en moles y, más preferentemente, de 74 a 97% en
moles y, de forma particular preferentemente de 76 a 95% en
moles.
Mediante el control de la cantidad del grupo
hidroxilo localizado en el centro de las tres cadenas de unidades
de alcohol vinílico sucesivas en términos de la expresión de la
tríada del alcohol polivinílico utilizado en la presente invención,
se pueden controlar las propiedades relacionadas con el agua tales
como la solubilidad en agua o la higroscopicidad y las propiedades
respecto a las fibras tales como la resistencia, la elongación y el
módulo de elasticidad, y también las propiedades relacionadas con el
hilado fundido tales como el punto de fusión y la viscosidad de
fusión del PVA. Esto considera que el grupo hidroxilo localizado en
el centro de tres cadenas de unidades de alcohol vinílico sucesivas
en términos de expresión de la tríada es elevadamente cristalino
para desarrollar las características de PVA.
El punto de fusión (Tm) del PVA utilizado en la
presente invención es, preferentemente, de 160 a 230ºC, más
preferentemente, de 170 a 227ºC y, más preferentemente, de 175 a
224ºC y, de forma particular preferentemente, de 180 a 220ºC. Si el
punto de fusión es inferior a 160ºC, disminuye la cristalinidad del
PVA para deteriorar la resistencia de la fibra de la fibra
conjugada y, al mismo tiempo, la estabilidad al calor de la fibra
conjugada empeora de ese modo haciendo imposible formar fibras a
veces. Por otro lado, si el punto de fusión excede 230ºC, la
temperatura de hilado fundido se eleva y la temperatura de hilado se
aproxima a la temperatura de descomposición del PVA, de forma que
es imposible algunas veces producir de forma estable fibras
conjugadas que comprenden PVA y otros polímeros termoplásticos. El
punto de fusión del PVA significa la temperatura en la cima del
pico endotérmico que representa el punto de fusión del PVA cuando la
temperatura se eleva a 250ºC a una velocidad de aumento de
temperatura de 10ºC/min, se enfría a temperatura ambiente y a
continuación se aumenta a 250ºC otra vez a una velocidad de aumento
de temperatura de 10ºC/min en nitrógeno utilizando DSC.
El PVA utilizado en la presente invención se
obtiene mediante la saponificación de las unidades de éster de
vinilo de un polímero de éster de vinilo. El monómero del compuesto
de vinilo para la formación de la unidad de éster de vinilo puede
incluir, por ejemplo, formiato de vinilo, acetato de vinilo,
propionato de vinilo, valeroato de vinilo, caprinato de vinilo,
laurato de vinilo, estearato de vinilo, benzoato de vinilo, pivalato
de vinilo y versatato de vinilo, resultando preferido el acetato de
vinilo para la obtención de PVA.
El PVA utilizado en la presente invención puede
ser un homopolímero o un PVA modificado introducido con unidades de
copolimerización y se prefiere utilizar un alcohol polivinilo
modificado introducido con una unidad de copolimerización en vista
del hilado fundido, la solubilidad en agua y la propiedad de la
fibra. El monómero de copolimerización puede incluir, por ejemplo,
\alpha-olefinas tales como etileno, propileno,
1-buteno, isobuteno y
1-hexeno; ácido acrílico y sales del mismo, ésteres
de ácido acrílico tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo,
acrilato de n-propilo e i-propil
acrilato; ácido metacrílico y sales del mismo y metacrilato tal
como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de
n-propilo y metacrilato de
1-propilo; acrilamida y derivados de acrilamida
tales como N-metilacrilamida y
N-etilacrilamida; metacrilamida y derivados de
metacrilamida tales como N-metilmetacrilamida y
N-etilmetacrilamida; éteres de vinilo tales
como metil vinil éter, etil vinil éter, n-propil
vinil éter, i-propil vinil éter y
n-butil vinil éter; ésteres de vinilo que contienen
grupos hidroxilos tales como etilenglicolviniléter,
1,3-propanediolviniléter y
1,4-butanediolviniléter; acetato de alilo y éteres
de alilo tales como acetato de propilo, butil alil éter y hexil
alil éter; monómeros que poseen grupos oxialquileno; vinilsililos
tales como trimetoxisilano de vinilo;
\alpha-olefinas que contienen grupos hidroxilo
tales como acetato de isopropenilo,
3-buten-1-ol,
4-penten-1-ol,
5-hexen-1-ol,
7-octen-1-ol,
9-decen-1-ol y
3-metil-3-buten-1-ol,
monómeros que contienen grupos carboxilo derivados de ácido
fumárico, ácido maleico, ácido itacónico, anhídrido de ácido
maleico, anhídrido de ácido ftálico, anhídrido de ácido trimelítico
o anhídrido de ácido itacónico; monómeros que poseen un grupo de
ácido sulfónico derivado de ácido etilensulfónico, ácido
alilsulfónico, ácido metalilsulfónico y ácido
2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico;
y monómeros que poseen un grupo catiónico derivado, por ejemplo,
del cloruro de viniloxietiltrimetilamonio, cloruro de
viniloxibutiltrimetilamonio, viniloxietildimetilamina,
viniloximetildietilamina, cloruro de N-acrilamida
metiltrimetilamonio, cloruro de N-acrilamida
etiltrimetilamonio, N-acrilamida dimetilamina,
cloruro de aliltrimetilamonio, cloruro de metaliltrimetilamonio,
dimetilalilamina y aliletilamina. El contenido del monómero descrito
anteriormente es por lo general 20% en moles o inferior.
Entre los monómeros descritos anteriormente, en
vista de la fácil disponibilidad, los preferidos son
\alpha-olefinas tales como, etileno, propileno,
1-buteno, isobuteno y 1-hexeno;
éteres de vinilo tales como metil vinil éter, etil vinil éter,
n-propil vinil éter, i-propil vinil
éter y n-butil vinil éter; éteres de vinilo que
contienen grupos hidroxilo tales como etilenglicolviniléter,
1,3-propanediolviniléter y
1,4-butanediolviniléter; alilacetato y éteres de
alilo tales como propil alil éter, butil alil éter y hexil alil
éter; monómeros que contienen grupos oxialquileno y monómeros
derivados de \alpha-olefinas que contienen grupos
hidroxilos tales como
3-buten-1-ol,
4-penten-1-ol,
5-hexen-1-ol,
7-octen-1-ol,
9-decen-1-ol y
3-metil-3-buten-1-ol.
Particularmente, en vista de la
copolimerizabilidad, la hilatura fundida y la solubilidad en agua de
las fibras, son más preferidas las
\alpha-olefinas que poseen 4 átomos de carbono o
menos tales como etileno, propileno, 1-buteno e
isobuteno; éteres de vinilo tales como metil vinil éter, etil vinil
éter, n-propil vinil éter, i-propil
vinil éter y n-butil vinil éter. La unidad derivada
de \alpha-olefinas que poseen 4 átomos de carbono
o menos y/o éteres de vinilo está presente en PVA mediante
preferentemente de 0,1 a 20% en moles, más preferentemente de 1 a
20% en moles, más preferentemente de 4 a 15% en moles y,
particularmente de forma preferente de 6 a 13% en moles.
Además, cuando la
\alpha-olefina es etileno, se prefiere la
utilización de un PVA modificado introducido con 4 a 15% en moles
y, preferentemente, de 6 a 13% en moles de la unidad de etileno ya
que aumentan las propiedades de la fibra.
Para el PVA utilizado en la presente invención,
se pueden mencionar los procedimientos de polimerización conocidos
tales como el procedimiento de polimerización en masa, procedimiento
de polimerización en solución, el procedimiento de polimerización
en suspensión y el procedimiento de polimerización en emulsión.
Entre éstos, se adoptan habitualmente el procedimiento de
polimerización en masa y el procedimiento de polimerización en
solución llevando a cabo la polimerización sin disolvente o en un
disolvente tal como alcohol. El alcohol utilizado como disolvente
para la polimerización en solución puede incluir alcoholes
inferiores tales como metanol, etanol y propanol. Los iniciadores
utilizados para la copolimerización pueden incluir, los conocidos
iniciadores azo o iniciadores peróxido conocidos, por ejemplo,
tales como
\alpha,\alpha'-azobisisobutironitrilo,
2,2'-azobis-(2,4-dimetilvaleronitrilo),
peróxido de benzoílo y peroxicarbonato de
n-propilo. La temperatura de polimerización no posee
una restricción particular y es adecuada dentro de un intervalo de
0ºC a 150ºC.
El contenido iónico de metal alcalino, en
términos de ión de sodio en el PVA utilizado en la presente
invención es, preferentemente, de 0,0003 a 1 partes de masa, más
preferentemente, de 0,0003 a 0,8 partes de masa, más
preferentemente, de 0,0005 a 0,6 partes de masa y más
preferentemente de 0,0005 a 0,5 partes de masa basándose en 100
partes de masa de PVA. Si el contenido de los iones de metal
alcalinos es inferior a 0,0003 partes de masa, la solubilidad en
agua no es suficiente para que queden algunas veces sustancias
insolubles. Además, si el contenido del ión de metal alcalino es 1
parte de masa o más, la descomposición y gelificación son notables
tras el hilado fundido haciendo algunas veces imposible formar
fibras. Los iones de metal alcalino pueden incluir, por ejemplo,
iones de potasio y sodio.
En la presente invención, no existe una
restricción particular sobre el procedimiento de incorporación de
una cantidad especificada de iones de metal alcalino en el PVA y el
procedimiento puede incluir, por ejemplo, un procedimiento para la
adición de un compuesto que contiene iones de metal alcalinos
después de la polimerización de PVA y un procedimiento para la
utilización de una sustancia alcalina que contiene iones alcalinos
tales como un catalizador de saponificación para introducir iones
de metal alcalino en el PVA tras la saponificación del polímero del
éster de vinilo en un disolvente y lavando el PVA obtenido mediante
la saponificación con el líquido de lavado controlando de este modo
el contenido de iones de metal alcalino contenidos en PVA, siendo
preferido el último procedimiento.
El contenido de iones de metal alcalino se puede
determinar mediante los análisis de absorción atómica.
La sustancia alcalina utilizada como el
catalizador de saponificación puede incluir hidróxido de potasio e
hidróxido de sodio. La proporción molar de la sustancia alcalina
utilizada como el catalizador de saponificación es preferentemente
de 0,004 a 0,5 y, particularmente de forma más preferida, de 0,005 a
0,05 basado en la unidad de acetato de vinilo. El catalizador de
saponificación se puede añadir todo en la etapa inicial de la
reacción de saponificación o se puede añadir adicionalmente en el
curso de la reacción de saponificación.
El disolvente para la reacción de saponificación
puede incluir, por ejemplo, metanol, acetato de metilo, sulfóxido
de dimetilo y dimetilformamida. Entre los disolventes, se prefiere
el metanol y es más preferido el metanol con el contenido de agua
controlado de 0,001 a 1% en masa, es más preferido el metanol con el
contenido de agua controlado de 0,003 a 0,9% en masa y se prefiere
particularmente el metanol con el contenido de agua controlado de
0,005 a 0,8% en masa. El líquido de lavado puede incluir, por
ejemplo, metanol, acetona, acetato de metilo, acetato de etilo,
hexano y agua, metanol, acetato de metilo y agua siendo preferida y
utilizada sola o como una mezcla líquida de los mismos.
La cantidad del líquido de lavado se fija de
forma que satisfaga el contenido de iones de metal alcalino y,
habitualmente, se prefieren de 300 a 10.000 de partes de masa y son
más preferidas de 500 a 5.000 de partes de masa basándose en 100
partes de masa de PVA. La temperatura de lavado es preferentemente
de 5 a 80ºC, y más preferentemente de 20 a 70ºC. El tiempo de
lavado es preferentemente, de 20 min a 10 horas y, más
preferentemente, de 1 a 6 horas.
Particularmente, cuando el PVA según se ha
descrito anteriormente se utiliza en la presente invención, se
prefiere incorporar un plastificante adecuado al PVA en vista de la
propiedad física y el rendimiento de la fibra que forma la etapa ya
que el PVA es por lo general pobre en la fluidez de fusión a
temperatura elevada comparado con las resinas termoplásticas de uso
general. La viscosidad de fusión aparente del PVA que contiene
plastificante (componente isla) a 240ºC y a una velocidad de
cizalladura de 1000 seg^{-1} es de 40 a 400 Pa\cdots y, más
preferentemente de 50 a 350 Pa\cdots. Si la viscosidad de fusión
aparente es inferior a 40 Pa\cdots, ya que la viscosidad de
fusión es excesivamente baja es difícil equilibrar la viscosidad
con el otro polímero en una fibra conjugada. Además, si la
viscosidad se pretende que esté equilibrada mediante la disminución
del grado de polimerización del otro polímero de la fibra conjugada
disminuyendo de este modo la viscosidad de fusión, esto disminuye
la resistencia de la fibra.
Además, si la viscosidad de fusión aparente
excede 400 Pa\cdots, ya que la fluidez de fusión empeora, el
polímero tiende a deteriorarse térmicamente tal como mediante
gelificación y descomposición.
No existe una particular restricción de la clase
del plastificante que se va a incorporar en el PVA pero es
necesario que el efecto de la reducción de la viscosidad en la
viscosidad de fusión aparente a 240ºC y a una velocidad de
cizalladura de 1.000 seg^{-1} sea de 10 a 200 Pa\cdots y,
preferentemente de 20 a 180 Pa\cdots. Si el efecto de reducción
de viscosidad es inferior a 10 Pa\cdots, ya que existe un escaso
efecto de plastificante, la fluidez de fusión del PVA empeora y el
polímero tiende a degradarse térmicamente. Por el contrario, si el
efecto de reducción de viscosidad excede 200 Pa\cdots, ya que la
viscosidad de fusión es excesivamente baja, el equilibrio de la
viscosidad con el polímero compuesto se pierde haciendo imposible la
hilatura.
El plastificante que proporciona el efecto de
reducción de viscosidad a una viscosidad de fusión de 10 a 200
Pa\cdots, a 240ºC y a una velocidad de cizalladura de 1000
seg^{-1} incluye, por ejemplo, polietilenglicol, propilenglicol y
oligómeros de los mismos, butilenglicol y oligómeros de los mismos,
derivados de poliglicerina y derivados de glicerina formados por la
adición de un óxido de alquileno, por ejemplo, óxido de etileno u
óxido de propileno a sorbitol, alcoholes polihídricos tales como
pentaeritritol y copolímeros aleatorios PO/EO. La correosidad se
mejora mediante el mezclado del plastificante a una velocidad de 1 a
30% en masa y, preferentemente, de 2 a 20% en masa de PVA.
En particular, se prefiere introducir un
plastificante tal como un aducto de óxido de alquileno de sorbitol,
éster de ácido monocarboxílico de alquilo poliglicerina o copolímero
aleatorio PO/EO de 1 a 30% en masa, preferentemente, de 2 a 20% en
masa para la supresión del calor de descomposición en la etapa
formadora de la fibra y para obtener una plastificación e hilatura
satisfactorias. Particularmente, se prefiere un compuesto formado
por la adición de 1 a 30 mol de óxido de etileno a un mol de
sorbitol.
Se expone a continuación un compuesto formado
por la adición de 1 a 30 mol de óxido de etileno a 1 mol de
sorbitol. Cuando el número molar de adición promedio de óxido de
etileno es inferior a 1, mientras que no existe problema en la
compatibilidad con PVA, existe una desventaja en la estabilidad al
calor ya que el peso molecular es bajo. Por el contrario, cuando el
número molar de adición promedio de óxido de etileno excede de 30,
ya que disminuye el valor SP, la compatibilidad con PVA empeora para
proporcionar un efecto no deseado para el rendimiento de la etapa
formadora de la fibra. El número molar de adición es un valor
promedio y el número molar de adición puede tener una distribución
pero no se prefiere incorporar más de 30 mol de aducto de
aproximadamente 50% en masa o
más.
más.
El contenido basado en PVA es, preferentemente,
de 1 a 30% en masa y, más preferentemente, de 2 a 20% en masa. Si
el contenido es inferior a 1% en masa, el efecto plastificante es
insuficiente y, por otro lado, si excede de 30% en masa, el
equilibrio de la viscosidad relativa al polímero compuesto se pierde
para provocar un problema de empeoramiento del rendimiento de la
etapa formadora de la fibra.
Además, el peso molecular promedio del compuesto
es preferentemente aproximadamente de 200 a 1.500. No existe una
restricción particular sobre el procedimiento de la adición del
compuesto como plastificante a PVA pero se prefiere un
procedimiento para la formación de una pastilla de base utilizando
un extrusor de doble eje en vista de la dispersión uniforme del
plastificante.
El polímero termoplástico que constituye la
fibra hueca de la presente invención no posee una restricción
particular siempre que el contenido de agua de equilibrio sea del 2%
o inferior y pueda incluir, por ejemplo, polímeros poliolefínicos
tales como polietileno, polipropileno y polimetilpenteno,
poliésteres tales como tereftalato de polietileno, tereftalato de
polibutileno, tereftalato de polihexametileno y tereftalato de
polipropileno; ácido poliláctico, sulfuro de polifenileno,
polialilato, policarbonato, polimetilmetacrilato, cloruro de
polivinilo, cloruro de polivinilideno, poliuretano, polibutadieno,
polibutadieno hidrogenado, poliisopreno, poliisopreno hidrogenado,
un copolímero de un monómero de vinilo aromático y un monómero de
dieno o productos de hidrogenación de los mismos. Además, tales
polímeros se pueden modificar, por ejemplo, mediante
copolimerización siempre que el contenido de agua de equilibrio
esté dentro de un intervalo capaz de satisfacer la condición de la
presente invención. Particularmente, en las series de poliéster, se
prefiere un enfoque preferido para llevar a cabo la
copolimerización, por ejemplo, con ácido isoftálico, ácido
5-sulfoisoftálico de sodio, ácido sebácico y ácido
adípico en vista de la eliminación fácil de PVA como compuesto isla
de la fibra conjugada. Particularmente, en el caso de utilizar un
poliéster, se prefiere utilizar tal poliéster que posee una
viscosidad intrínseca [\eta] de 0,52 a 0,85 dl/g cuando se mide
mediante la utilización de un viscosímetro de tipo Ubbelohde en una
solución de o-clorofenol a una concentración de 1
g/100 cc y a 30ºC, en vista de la hilatura y la estructura hueca
porosa de la fibra conjugada obtenida. Cuando la viscosidad
intrínseca es inferior a 0,52, ocurre el flocado y la rotura de
fibra en la etapa formadora de fibra que tiende a deteriorar el
rendimiento de la etapa, además de que la estructura hueca porosa
de la fibra conjugada es pobre. Por otro lado, tampoco se prefiere
asimismo si la viscosidad aumenta por encima de 0,85, ya que el
rendimiento de la etapa formadora de la fibra es pobre y la
formación de la estructura hueca porosa es difícil.
En la presente invención, el contenido de agua
de equilibrio se puede medir, según el documento JIS L
1015-1992, bajo la condición de 20\pm2ºC y
65\pm2ºC de HR, cuyos contenidos completos se incorporan en la
presente memoria mediante referencia.
Además los aditivos tales como partículas
inorgánicas finas se pueden incorporar en el polímero termoplástico
que constituye el componente mar.
De forma particular, para un hilado de alta
velocidad en el estiramiento acoplado directo de hilado, por
ejemplo, mediante la utilización de un calentador tubular en la
formación de la fibra, se prefiere añadir partículas inorgánicas
finas al polímero de forma que se satisfagan las condiciones
específicas. Concretamente, se prefiere que el tamaño de partícula
primario en promedio de las partículas inorgánicas finas en el
polímero el componente mar (\mum) sea de
0,01 \mum a 5 \mum, el contenido del mismo (% en masa) en el polímero sea de 0,05 a 10% en masa y el producto del mismo (X) satisfaga: 0,01 \leq x \leq 3,0. Si el producto X es inferior a 0,01, aparecen ondulaciones, flocados y desigualdad en la hebra de la fibra conjugada para hacer el rendimiento de la etapa algunas veces peor.
0,01 \mum a 5 \mum, el contenido del mismo (% en masa) en el polímero sea de 0,05 a 10% en masa y el producto del mismo (X) satisfaga: 0,01 \leq x \leq 3,0. Si el producto X es inferior a 0,01, aparecen ondulaciones, flocados y desigualdad en la hebra de la fibra conjugada para hacer el rendimiento de la etapa algunas veces peor.
Si el producto X excede de 3,0, mientras la
estructura hueca porosa es satisfactoria en la post fabricación
pero aparecen el flocado y la rotura de la fibra frecuentemente en
la etapa formadora de la fibra para deteriorar de forma no deseada
el rendimiento de la etapa.
Cualquier clase de partículas inorgánicas finas
se puede utilizar siempre que no deterioren notablemente las fibras
formadoras de polímero y las partículas inorgánicas finas sean
excelente per se en la estabilidad. Los ejemplos típicos de
las partículas inorgánicas finas útiles eficazmente en la presente
invención pueden incluir, por ejemplo, sílice, alúmina, carbonato
de calcio, óxido de titanio, y sulfato de bario, que se puede
utilizar solo o en combinación de dos o más de estos. Cuando se
utilizan en combinación de dos o más de éstos, es necesario que la
suma de los productos del tamaño de partícula promedio primario
(a_{1}, a_{2}, - - - a_{11}) y el contenido
(b_{1}, b_{2}, - - - , b_{11}) para las
partículas inorgánicas finas puede satisfacer el intervalo
mencionado anteriormente. Esto es, X representada por X = a_{1} x
b_{1} + a_{2} x b_{2} + - - - a_{11} x
b_{11} debería satisfacer el intervalo descrito anteriormente.
Según se ha descrito anteriormente, el tamaño de
grano promedio primario de las partículas inorgánicas finas es,
preferentemente, de 0,01 a 5,0 \mum y, más preferentemente, de
0,03 a 3,0 \mum. Cuando el tamaño de grano promedio primario de
las partículas inorgánicas finas es inferior a 0,01 \mum, aparecen
ondulaciones e irregularidades del hilo en las fibras conjugadas
incluso cuando suceden ligeras fluctuaciones en temperatura de la
zona caliente para el estirado y la velocidad de marcha de la trenza
y la tensión aplicada en la trenza del hilo en funcionamiento. Por
otro lado, cuando el tamaño de grano promedio primario de las
partículas inórganicas finas excede 3,0 \mum, la estirabilidad de
la fibra disminuye para hacer la propiedad formadora del hilo pobre
tendiendo a causar la rotura tras la producción de la fibra
conjugada. El tamaño de grano promedio primario de las partículas
orgánicas finas significa el valor cuando se mide utilizando un
procedimiento de precipitación centrífugo.
Además, el contenido de las partículas
inorgánicas finas es la presente invención es, preferentemente, de
0,05 a 10,0% en masa y más preferente de 0,3 a 5,0% en masa basado
en la masa del polímero del componente mar. Cuando el contenido de
las partículas inórganicas finas es inferior a 0,05% en masa basado
en la masa del polímero, aparecen ondulaciones, flocado e
irregularidades del hilo en las fibras conjugadas incluso cuando
suceden ligeras fluctuaciones en la temperatura de la zona
calentadora para el estiramiento y la velocidad de marcha del hilo
y la tensión aplicada en la trenza del hilo en funcionamiento. Por
otro lado, si el contenido de las partículas inorgánicas finas
excede 10,0% en masa, las partículas inórganicas finas hacen que la
resistencia sea excesiva entre la trenza de hilo en funcionamiento
y el aire en la etapa de estiramiento de la fibra, que lleva a la
aparición de flocado y a la rotura de la fibra para hacer la etapa
inestable.
No existe una restricción particular en el
procedimiento de la adición de partículas inórganicas finas en el
polímero y se pueden añadir y mezclar de forma que las partículas
orgánicas puras se mezclan uniformemente en cualquier etapa solo
antes de hilado fundido del polímero. Por ejemplo, las partículas
inórganicas finas se pueden añadir en cualquier momento durante la
policondensación del polímero, se pueden añadir posteriormente, por
ejemplo, durante la producción de gránulos al polímero completado
con policondensación o las partículas inórganicas finas se pueden
mezclar fundidas en una etapa anterior a la descarga del polímero
fuera de la tobera para hilar.
No existe una restricción particular de las
fibras conjugadas utilizadas en la producción de las fibras huecas
en la presente invención respecto a la técnica formadora de fibra
siempre que sea una técnica de hilado capaz de formar la sección
transversal utilizando el componente isla como PVA y el polímero
termoplástico con un contenido de agua de equilibrio de 2% o
inferior como el componente mar y, por ejemplo, un procedimiento
mediante el hilado mezclado es posible en el sistema combinado de
un polímero no gelificante mediante la reacción con PVA como el
componente isla tras la fusión en caliente, en el que el PVA como el
componente isla y el polímero termoplástico como el componente mar
se pueden amasar en un extrusor y a continuación descargarse a
través de una tobera de hilado idéntica y encogerse para formar las
fibras.
Además, mediante el procedimiento de hilado
conjugado, el PVA y el polímero termoplástico se amasan fundidos,
respectivamente, en extrusores separados, posteriormente,
descargados de una tobera de hilatura de tipo conjugado
mar-isla de forma que el PVA constituye el
componente isla y el polímero termoplástico constituye el componente
mar y a continuación se absorbe y se encoge en las fibras.
Las condiciones formadoras de las fibras se
deben establecer según la combinación de polímeros y la forma de la
sección transversal conjugada y las condiciones formadoras de la
fibra se determinan de forma deseada teniendo en cuenta los puntos
siguientes:
(1) Por lo general, ya que el PVA es un polímero
que es pobre en la fluidez de fusión a temperatura elevada y
autorreticula en presencia de una porción estancada que tiende a
gelificar, es importante suprimir la aparición del estancamiento en
la porción fluida de polímero tanto como sea posible en una zona de
extrusión del polímero y en un paquete de hilera (un montaje de
partes de hilatura conjugadas).
(2) La temperatura de tobera para hilar está
preferentemente entre Mp y Mp+80ºC en la que Mp es un punto de
fusión de un polímero que posee un punto de fusión más elevado de
los polímeros constituyentes de la fibra conjugada y el hilado se
lleva a cabo preferentemente a una velocidad de cizalladura
(\gamma) de 1.000 a 25.000 seg^{-1} y a una tracción V de 10 a
500.
(3) En vista de la combinación de los polímeros
compuestos, se prefiere en vista de la estabilidad del hilado
llevar a cabo el hilado conjugado en una combinación de polímeros
que posean viscosidades de fusión próximas entre sí cuando se mide
a una temperatura de la tobera para hilar y a una velocidad de
cizalladura tras el paso de la tobera durante el hilado.
El punto de fusión Tm de PVA en la presente
invención es una temperatura de pico para el pico endotérmico
principal observado mediante un calorímetro de barrido diferencial
(DSC: por ejemplo, TA3000 fabricado por Mettler Co.). La velocidad
de cizalladura (\gamma) se calcula como \gamma = 4Q/
\pi r^{3} en la que r (cm) representa un radio de tobera de
hilatura y Q (cm^{3}/seg) representa una cantidad de polímero
descargada por agujero único. Además, la tracción V se calcula como
V = 5A \cdot \pi r^{2}/3Q en la que A (m/min) representa una
velocidad de contracción.
Tras la producción de la fibra conjugada, si la
temperatura de la tobera de hilatura es inferior a la del punto de
fusión Tm del PVA, la fibra no se puede hilar ya que el PVA no se
funde. Por el contrario, si la temperatura excede Tm + 80ºC la
hilatura disminuye ya que PVA tiende a causar la gelificación
mediante la descomposición por calor o la autorreticulación.
Además, si la velocidad de cizalladura es 1.000 seg^{-1} o
inferior, la fibra tiende a romperse fácilmente y, si es 25.000
seg^{-1} o superior, la contrapresión en la tobera aumenta para
empeorar la hilatura. Cuando la tracción es 10 o inferior, la pureza
de la fibra llega a ser irregular haciendo difícil para una
hilatura estable y si la tracción es 500 o superior, la fibra
tiende a romperse fácilmente.
El hilo descargado de la tobera de hilatura se
contrae tal como es a una velocidad elevada sin estiramiento o se
estira si se requiriese. El estirado se lleva a cabo a una
proporción de estiramiento de una elongación a la rotura (HDmax) x
(0,55 a 0,9) a una temperatura de punto de transición de vidrio (Tg)
o superior.
Si la proporción de estiramiento es inferior a
HDmax x 0,55 no se puede obtener de forma estable la fibra
conjugada de resistencia suficiente y si excede HDmax x 0,9, la
fibra tiende a romperse. El estirado se aplica una vez que se ha
contraído la fibra descargada de la tobera de hilatura o se aplica
posteriormente al estiramiento, cada uno de los cuales se puede
adoptar en la presente invención. El estiramiento se puede llevar a
cabo habitualmente bajo el calentamiento utilizando cualquier aire
caliente, placa caliente, rodillo caliente o baño de agua.
En la etapa de estiramiento, ya que el flocado y
la rotura de fibra tiende a suceder más fácilmente ya que el
volumen absoluto de la proporción de estiramiento aumenta, se
prefiere adoptar las condiciones de la formación de la fibra
mediante un hilado de elevada velocidad y bajar la proporción de
estiramiento, o mediante la hilatura de elevada velocidad conocida
y la posterior contracción directa o sin estiramiento.
La temperatura de estiramiento se establece de
manera adecuada según los polímeros combinados en la fibra
conjugada, pero el alcohol polivinílico utilizado en la presente
invención muestra una velocidad de cristalización elevada y la
cristalización de la fibra no estirada prosigue considerablemente y
la deformación plástica de la porción cristalizada ocurre menos a
aproximadamente Tg. En consecuencia, en el caso de la conjugación
con PET por ejemplo, el estiramiento se aplica a los objetivos a
una temperatura elevada relativamente (aproximadamente de 70 a
100ºC) también en el caso de estiramiento por calor de contacto tal
como estiramiento de rodillo caliente. Además, cuando el
estiramiento se lleva a cabo bajo calentamiento mediante la
utilización de un horno de calentamiento o un calentador de tipo no
contacto tal como un tubo calentador, se prefiere adoptar
adicionalmente una condición de temperatura más elevada de
aproximadamente 150 a 200ºC.
Sin embargo, es importante en la presente
invención llevar a cabo el hilado a una temperatura de tobera de
hilatura entre Tm y Tm + 80ºC, a una velocidad de cizalladura
(\tau) de 1.000 a 25.000 seg^{-1} y a una tracción (V) de 10 a
500.
Además, no existe restricción particular en la
forma de la sección transversal de la fibra conjugada en la
presente invención y puede ser una forma circular, forma hueca o una
forma de sección transversal hecha con plantilla dependiendo de la
forma de la tobera de hilatura. Se prefiere una forma circular en
vista del paso de etapa para formar fibras o tejidos planos.
En la fibra conjugada según la presente
invención, el comportamiento de encogimiento de la fibra conjugada
se puede controlar tras la disolución de PVA como el componente isla
en agua dependiendo de las condiciones de producción y se prefiere
aplicar un tratamiento de calor a la fibra conjugada en un caso en
el que la fibra conjugada no encoge o la cantidad de encogimiento
se pretenda que sea retenida tras la disolución de PVA. El
tratamiento de calor se puede aplicar simultáneamente con el
estirado en la etapa formadora de la fibra acompañada con el
dibujo, o el tratamiento de calor se puede aplicar
independientemente del estirado. A medida que la temperatura del
tratamiento de calor aumenta, es posible disminuir el encogimiento
máximo de la fibra hueca obtenida mediante disolución del
componente isla PVA pero este tiende a hacer que la temperatura de
disolución del componente isla PVA en agua sea más elevada. En
consecuencia, se desea establecer la condición de tratamiento de
calor en vista del equilibrio con el encogimiento máximo en la etapa
de fabricación de las fibras conjugadas y se prefiere que las
condiciones se establezcan por lo general dentro del intervalo de
la temperatura de transición vítrea (Tm-10)ºC del
componente isla PVA.
Si la temperatura de tratamiento es inferior a
la Tg, no se puede obtener la fibra conjugada cristalizada
suficientemente y, por ejemplo, se aumenta el encogimiento tras la
utilización cuando se forma en tejidos bajo la fijación del calor,
lo que endurece el tacto del tejido y no se prefiere. Además, cuando
la temperatura de tratamiento excede (Tm-10)ºC,
causa el pegado entre cada una de las fibras, lo que no se
desea.
El tratamiento de calor se puede llevar a cabo
aplicando el encogimiento a la fibra conjugada después del
estiramiento. Cuando el encogimiento se aplica a la fibra conjugada,
se reduce el encogimiento de la fibra conjugada en agua hasta la
solución de PVA. El encogimiento aplicado es preferentemente de 0,01
a 5%, más preferentemente, de 0,1 a 0,5% y, de forma particular
preferentemente de 1 a 4%. Si el encogimiento aplicado es 0,01 o
menos, un efecto de disminuir el encogimiento máximo de la fibra
conjugada no se puede obtener sustancialmente tras la disolución de
PVA y, por otro lado, si el encogimiento aplicado excede 5%, la
fibra conjugada es defectuosa durante el tratamiento de
encogimiento que falla al aplicar el encogimiento estable.
En la presente invención, "soluble en agua"
para PVA significa que PVA se disuelve a una temperatura de 40ºC o
superior independientemente del tiempo hasta la disolución. Mediante
el cambio del tipo de PVA y las condiciones de producción para la
fibra conjugada, se puede obtener en la presente invención una fibra
conjugada que posee la temperatura de disolución de PVA como el
componente isla de 30ºC a 100ºC. Sin embargo, para la práctica y el
establecimiento del equilibrio de todas las características de la
solubilidad en agua, se prefiere una fibra conjugada que comprende
el componente isla PVA que posee una temperatura de disolución de
40º o superior.
La temperatura para el tratamiento de la
disolución se puede controlar adecuadamente según la temperatura de
disolución de PVA y la temperatura de transición vítrea en el estado
húmedo del polímero termoplástico que constituye el componente mar
de la fibra conjugada y el tiempo de tratamiento se acorta de forma
natural ya que la temperatura de tratamiento es más elevada. En
caso de utilizar agua caliente para la disolución, cuando la
temperatura de transición vítrea del polímero termoplástico como
componente mar es 70ºC o superior, se prefiere mayormente un
tratamiento de agua caliente bajo elevada presión y a una
temperatura elevada de 100ºC o superior. Habitualmente el agua
blanda se utiliza para la solución acuosa pero puede ser una
solución alcalina acuosa o una solución ácida acuosa o puede
contener un tensioactivo o similar.
Cuando se obtiene la fibra hueca mediante la
aplicación de un tratamiento de agua caliente a la fibra conjugada
y se elimina el componente PVA mediante disolución, el tratamiento
se puede llevar a cabo utilizando un agente desengrasante que
comprende un tensioactivo no iónico o tensioactivo aniónico, además
de otros aditivos.
Además, la disolución y eliminación de PVA
mediante el tratamiento de agua caliente se puede llevar a cabo en
la fibra conjugada en si misma o el tratamiento de agua caliente se
puede aplicar después de constituir la estructura de la fibra que
contiene la fibra conjugada.
La temperatura y el tiempo del tratamiento de
agua caliente se puede controlar adecuadamente dependiendo de
varias condiciones tales como la pureza de la fibra conjugada, la
proporción del componente isla en la fibra conjugada, el estado de
distribución del componente isla, la proporción y la clase del
polímero termoplástico como componente mar y la forma de la
estructura de la fibra. La temperatura del tratamiento de agua
caliente es a 60ºC o superior y, preferentemente, 80ºC o
superior.
El procedimiento para el tratamiento de agua
caliente puede incluir, por ejemplo, un procedimiento de inmersión
de la fibra conjugada o de la estructura de la fibra en el agua
caliente, o un procedimiento para la aplicación de agua caliente a
las mismas mediante impermeabilización o pulverización.
En la presente invención, se elimina el PVA como
una solución acuosa a partir de la fibra conjugada mediante el
tratamiento de agua caliente según se ha descrito anteriormente y
tal PVA posee una biodegradabilidad y cuando, se pone en
tratamiento de barro activado o enterrado en el suelo, se descompone
en agua y dióxido de carbono. Además, cuando el PVA eliminado
mediante disolución se trata de forma continua en el estado de una
solución acuosa con barros activados, se descomponen de forma
sustancial completamente en dos días-un mes. En
vista de la biodegradabilidad, el grado de saponificación de la
fibra es preferentemente de 90 a 99,99 % en moles, más
preferentemente, de 92 a 99,98% en moles y, de forma particular
preferentemente de 93 a 99,97 % en moles. Además, el contenido de
enlace 1,2-glicol en la fibra es preferentemente de
1,0 a 3,0% en moles, más preferentemente, de 1,2 a 2,5% en moles y
de forma particular preferentemente de 1,3 a 1,9% en moles.
Si el contenido en 1,2-glicol de
PVA es inferior a 1,0% en moles, no solo la biodegradabilidad de PVA
se empeora sino también la viscosidad de fusión es excesivamente
elevada para empeorar algunas veces la hilatura de la fibra
conjugada. Al contrario, si el contenido en enlace
1,2-glicol de PVA es 3,0% en moles o más, la
estabilidad al calor de PVA empeora para disminuir algunas veces la
hilatura.
En la presente invención, el PVA en la fibra
conjugada se elimina selectivamente por el tratamiento de agua
caliente y se produce una fibra hueca que comprende un polímero
termoplástico con el contenido de agua de equilibrio del 2% o
menos. Una de las características más prominentes de la presente
invención es que el PVA como el componente isla está rodeado
completamente del componente mar que comprende un polímero
termoplástico tal como un poliéster o polipropileno en el que el
85% en moles o más del esqueleto básico es tereftalato de
polietileno o tereftalato de polibutileno que se considera que es
hinchable en agua escasamente, pero el PVA se disuelve
completamente y se elimina mediante el tratamiento de agua caliente
para formar una fibra hueca. En el caso en que la fibra conjugada
posea caras cortadas tal como las fibras cortadas, se puede
considerar que el PVA se elimina a partir de las caras del extremo
de la fibra. Sin embargo, el PVA se disuelve completamente y se
elimina en la presente invención incluso si está en un estado de un
fibra larga que no posee caras cortadas sustanciales y tal hecho se
puede decir que echa abajo la teoría establecida.
De forma particular, mientras las fibras de
poliéster o las fibras de polipropileno que poseen una estructura
hueca porosa no se pueden obtener ahora tan fácilmente incluso
mediante la incorporación de un agente de soplado o por medio de un
procedimiento extremadamente especial sino que se pueden producir
razonablemente de forma extrema y práctica mediante la utilización
de las fibras conjugadas según la presente invención.
Además, ya que el PVA como componente isla es
excelente para mantener la propiedad de la higroscopicidad y la
temperatura, puede ser posible disolver parcialmente y eliminar el
PVA para formar huecos mientras se deja el PVA para el componente
isla mediante la utilización de la característica dependiendo de los
usos de aplicación pretendidos.
Las fibras huecas obtenidas de este modo según
la presente invención, que poseen suavidad, blandura y flexibilidad,
aspecto opaco y tacto voluminoso, son adecuados particularmente
para los tejidos planos tales como tafetán, decine, crespón
georgette, crespón, hilos soldados, tejidos planos tales como sargas
o tejidos tricotados tales como cosidos lisos, entrelazados y
tricots. Además, las fibras huecas no están restringidas solo a la
utilización en la confección sino que son aplicables asimismo para
los tejidos planos, usos de aplicación médica, materiales
sanitarios y diversas clases de materiales vivos tales como la fibra
de relleno, además de utilizarse en materiales de interior,
absorbedores de sonido y humectadores para automóviles como
laminados de fibra y, además, se pueden hacer en papel.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
La presente invención se explica a partir de
ejemplos no limitativos de la misma. Las "partes" y "%" en
los ejemplos son sobre la base de la masa a menos que se
especifique de otra manera.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento de análisis de PVA se llevó a
cabo según el documento JIS K6726 a menos que se especifique de
otra manera.
El grado de modificación se determinó por medio
de la medición en un instrumento de RMN de protón de 500 MHz (JEOL
GX-500) utilizando éster de polivinilo modificado o
PVA modificado.
El contenido de ión de metal alcalino se
determinó mediante el procedimiento de absorción atómica.
El contenido de enlace
1,2-glicol se midió según el procedimiento descrito
anteriormente.
La proporción de cantidad de grupos hidroxilo en
tres cadenas de hidroxilo sucesivas en términos de la expresión de
la tríada de PVA de la presente invención se determinó mediante la
medición siguiente.
El PVA se saponificó hasta un grado de
saponificación de 99,5% en moles o más, se lavó suficientemente con
metanol y a continuación se secó a 90ºC bajo presión reducida
durante dos días, se disolvió en d6-DMSO y a
continuación se midió en un instrumento RMN de protón de 500 MHz
(JEOL GX-500) a 65ºC. El pico de la unidad de
alcohol vinílico derivado del grupo hidroxilo en el PVA aparece en
una región del desplazamiento químico de 4,05 ppm a 4,70 ppm y se
define un valor integrado del mismo como una cantidad de unidad de
alcohol vinílico (II). El grupo hidroxilo localizado en el centro
de tres cadenas de grupos hidroxilos sucesivas en términos de la
expresión de la tríada del PVA aparece a 4,5 ppm en un caso de la
cadena de isotacticidad, a 4,36 ppm en un caso de la cadena de
heterotacticidad y a 4,13 ppm en un caso de la cadena de
sindiotacticidad. La suma de los valores integrados para tres de
ellos se define como la cantidad del grupo hidroxilo localizado en
el centro de tres cadenas de grupo hidroxilo sucesivas (I) en
términos de expresión de la tríada.
La fracción molar del grupo hidroxilo localizado
en el centro de tres cadenas de grupos hidroxilo sucesivas en
términos de la expresión de la tríada a la unidad de alcohol
vinílico del PVA de la presente invención se representa como: 100 x
(I)/(II).
\vskip1.000000\baselineskip
Para la medición del punto de fusión de PVA, se
elevó la temperatura a 250ºC en nitrógeno a una velocidad de
elevación de temperatura de 10ºC/min y a continuación se enfrió a
temperatura ambiente y, otra vez, la temperatura se elevó a 250ºC a
una velocidad de elevación de temperatura de 10ºC/min utilizando DSC
(TA3000, fabricado por Mettler Co.) y el punto de fusión se
representó como una temperatura máxima para el pico endotérmico
mostrando el punto de fusión de PVA.
\vskip1.000000\baselineskip
La viscosidad de fusión aparente de los
polímeros de PVA (con y sin plastificantes) a 240ºC se miden
utilizando Capillograph 1C PMD-C fabricado por Toyo
Seiki Seisakusho Co. A continuación, las viscosidades de fusión
aparentes a una velocidad de cizalladura de 1000 seg^{-1} se
determinan respectivamente y se calculan a partir de la ecuación
siguiente.
Efecto reductor
de viscosidad (Pa\cdots) = (viscosidad de fusión aparente sin
plastificante)-(viscosidad de fusión aparente con
plastificante)
\vskip1.000000\baselineskip
\circledcirc: no ocurre rotura en absoluto
durante todo el hilado y no ocurre flocado en absoluto a la fibra
conjugada obtenida y la hilabilidad de la fibra es excelente.
O: no ocurre rotura durante el hilado y ocurre
un ligero flocado en la fibra conjugada obtenida de este modo pero
la hilabilidad de la fibra es sustancialmente favorable.
\Delta: ocurre la rotura de la fibra hasta
tres veces y la hilabilidad de la fibra es pobre.
x: ocurre la rotura de la fibra más de tres
veces y la hilabilidad de la fibra es extremadamente pobre
\vskip1.000000\baselineskip
Para la fibra conjugada según la presente
invención, la proporción de la reducción de la masa después del
tratamiento con agua caliente a (T \alpha + 40)ºC durante 40 min,
lavado de agua durante 5 min y secado se definió como la proporción
de eliminación de PVA en el que la T \alpha (ºC) representa la
temperatura de disolución de PVA que constituye la fibra conjugada
en agua caliente. T \alpha se puede determinar por ejemplo,
mediante la aplicación de 2,2 mg/dtex de carga a la fibra que
consiste solo en PVA, suspendida en agua y elevando la temperatura
de agua y decidiendo T \alpha como una temperatura a la que la
fibra se rompe.
\vskip1.000000\baselineskip
La sección transversal de un hilo de fibra hueco
se fotografió mediante SEM y la proporción de área se calculó
basándose en el área de la porción hueca porosa y el área de fibra
hueca entera en la sección transversal.
\vskip1.000000\baselineskip
Se llevó a cabo en tejidos planos mediante diez
ensayadores de paneles y se evaluó mediante los estándares
siguientes.
\circledcirc: 9 o más ensayadores de paneles
juzgaron tactos que fueron excelentes para la suavidad, blandura y
voluminosidad.
O: de 7 a 8 ensayadores de paneles juzgaron que
los tactos eran excelentes para la suavidad, blandura y
voluminosidad.
\Delta: de 5 a 6 ensayadores de paneles
juzgaron que los tactos eran excelentes para la suavidad, blandura
y voluminosidad.
x: 6 o más ensayadores de paneles juzgaron que
los tactos eran excelentes para la suavidad, blandura y
voluminosidad.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cargaron en un matraz de reacción a presión
de 100 litros 29,0 kg de acetato de vinilo y 31,0 de metanol
equipado con un agitador, una entrada de nitrógeno, una entrada de
etileno y una entrada de iniciador, calentado a 60ºC y a
continuación se sustituyó con nitrógeno mediante burbujeo con un gas
nitrógeno durante 30 minutos. A continuación, se introdujo etileno
para elevar la presión en el matraz de reacción a 5,9 kg/cm^{2}
(5,8 x 10^{6} Pa). Se disolvió en metanol el iniciador
2,2'-azobis-(4-metoxi-2,4-dimetilvaleronitrilo)
(AMV) para preparar una solución a una concentración de 2,8
g/litro. Después de la sustitución de nitrógeno mediante burbujeo
con gas nitrógeno y controlar la temperatura interior del matraz de
reacción a 60ºC, se cargaron 170 ml de la solución de iniciador
para iniciar la polimerización. Durante la polimerización, se
introdujo etileno en el matraz de reacción para mantenerlo a 5,9
kg/cm^{2} (5,8 x 10^{5} Pa) y la temperatura de
polimerización a 60ºC en el matraz de reacción, mientras que la
solución del iniciador (AMV) se llevó a cabo a una velocidad de
reacción de 610 ml/h para llevar a cabo la polimerización. Después
de 10 horas, cuando el grado de polimerización alcanzó 70%, el
sistema se enfrió para detener la polimerización. El matraz de
reacción se abrió para liberar el etileno de él y se burbujeó con
gas nitrógeno para liberar completamente el etileno. A
continuación, el monómero de acetato de vinilo no reaccionado se
eliminó del matraz de reacción bajo presión reducida para dejar una
solución de metanol de acetato de polivinilo. Se añadió metanol a la
solución de metanol obtenida de acetato de polivinilo para
controlar la solución a una concentración de 50%. Para llevar a
cabo la saponificación, se añadieron 46,5 g de una solución alcalina
(solución de metanol de 10% de NaOH) (en una proporción molar a
0,10 (MR) de NaOH a las unidades de acetato de vinilo en el acetato
de polivinilo) a 200 g de la solución de metanol resultante de
acetato de polivinilo (que contenía 100 g de acetato de polivinilo
en solución). Aproximadamente 2 minutos después de la adición de
álcali, el sistema gelificó, que se molturó mediante la utilización
de un molino y se dejó a 60ºC durante 1 hora para proseguir con la
saponificación. A continuación, se añadieron 1.000 g de acetato de
metilo para neutralizar el resto alcalino. Después se conformó la
neutralización completa utilizando un indicador fenolftaleína. Se
añadieron al PVA obtenido como sólidos blancos mediante 1.000 g de
metanol, se dejó a temperatura ambiente durante 3 horas y a
continuación se secó. La operación de lavado se repitió tres veces y
a continuación los productos se centrifugaron para eliminar el
líquido y el PVA que resultó se dejó en un secador a 70ºC durante 2
días para obtener un PVA
seco.
seco.
El PVA modificado por etileno obtenido de esta
manera presentaba un grado de saponificación de 98,4% en moles.
Cuando el PVA modificado se incineró, se disolvió en ácido y se
sometió a la espectroscopía de absorción atómica, el contenido de
sodio del PVA modificado obtenido de este modo fue 0,01 partes de
masa relativa a 100 partes de masa del PVA modificado.
Además, la solución de metanol del acetato de
polivinilo que se había obtenido mediante la eliminación del
monómero de acetato de vinilo no reaccionado después de la
polimerización se purificó mediante precipitación en
n-hexano seguido de la disolución en acetona.
Después de repetir el procedimiento de la purificación de
re-precipitación tres veces, los precipitados
finales se secaron a 80ºC bajo presión reducida durante 3 días para
obtener acetato de polivinilo puro. Cuando el acetato de polivinilo
puro se disolvió en DMSO-d6 y se sometió a un RMN
de protón de 500 MHz (con JEOL, GX-500) a 80ºC, el
contenido de etileno se encontró que era 8,4% en moles. La solución
de metanol de acetato de polivinilo se saponificó a una proporción
molar alcalina de 0,5, se molturó, y a continuación se dejó a 60ºC
durante 5 horas para proseguir con la saponificación, y se sometió
a la extracción de Soxhlet con metanol durante 3 días, y a
continuación se secó a 80ºC bajo presión reducida durante 3 días
para obtener el PVA modificado por etileno puro. El grado de
polimerización promedio del PVA fue 330 cuando se midió según un
procedimiento ordinario del documento JIS K6726. El contenido del
enlace 1,2-glicol y el contenido de un grupo
hidroxilo en tres contenidos de grupos de hidroxilo sucesivos del
PVA puro fueron 1,50% en moles y 83% en moles, respectivamente,
cuando se midió en un RMN de protón de 500 MHz (con JEOL
GX-500) según el procedimiento mencionado
anterior-
mente.
mente.
Se preparó una solución acuosa de PVA modificado
puro al 5% y se fundió para formar una película que posee un
espesor de 10 micrómetros. La película se secó a 80ºC bajo presión
reducida durante 1 día y se sometió a DSC (TA3000 fabricado por
Mettler Co.) según el procedimiento que mencionó que el punto de
fusión de PVA era 208ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
El PVA modificado obtenido según se ha descrito
anteriormente se utilizó como el componente isla, mientras se
utilizó como el componente mar 6% en moles de ácido isoftálico
modificado con tereftalato de polietileno que contenía 0,045% en
masa de óxido de titanio ([\eta] = 0,68, en lo sucesivo referido
simplemente como IPA6coPET). Después de hilarlos en la temperatura
de zona más elevada de PVA de 230ºC, a una temperatura de hilatura
de 260ºC y a una velocidad de hilatura de 1.800 m/min utilizando las
partes de hilatura conjugadas de forma que se suprimiese el
estancamiento de fusión de PVA lo menos posible, la fibra no
estirada se puso en contacto con un rodillo caliente a 83ºC y en
una placa caliente a 140ºC y se estiró en una proporción de
estiramiento de 2,3 para obtener una fibra conjugada de 83 dtex/24f
que poseía la sección transversal de fibra y la proporción
conjugada según se muestra en la tabla 1.
A continuación, se prepararon tejidos planos
utilizando las fibras conjugadas como tramas y urdimbres. La
densidad de trama fue 95 N/25,4 mm y la densidad de urdimbre fue 86
N/25,4 mm. Los tejidos planos se desencolaron mediante inmersión en
una solución acuosa que contenía carbonato de sodio en una
proporción de 2 g/l a 80ºC durante 30 min y a continuación se llevó
a cabo el ajuste previo a 170ºC durante aproximadamente 40 seg. A
continuación, se llevó a cabo un tratamiento de agua caliente en una
solución acuosa que contenía 1 g/l de Intall
MT-conc (agente aniónico, fabricado por Meisei
Kagaku Co.) en una proporción de baño de 50:1 y a una temperatura
de 120ºC durante un periodo de 40 min. Después de lavarse con agua
completamente, se obtuvieron los tejidos planos que poseían la
proporción de eliminación de PVA y la proporción de área hueca que
se muestran en la tabla 1. El resultado de la evaluación para los
tejidos planos que presentaban suavidad se muestra en la tabla
1.
A partir del resultado de la tabla 1, los
tejidos planos que comprenden fibras huecas prosas definidas en la
presente invención fueron excelentes en la suavidad y poseen un lado
excelente de tactos blando y voluminoso.
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Ejemplos
2-5
Se llevaron a cabo la formación de la fibra, la
preparación del tejido y la evaluación de la misma manera que en el
ejemplo 1 excepto para el cambio del número y la proporción
conjugada de las islas y bajo las condiciones que se muestran en la
tabla 1. Todos los tejidos fueron excelentes en la suavidad y
poseían un lado excelente con tactos blando y voluminoso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
6-9
Se llevaron a cabo la formación de la fibra, la
preparación del tejido y la evaluación de la misma manera que en el
ejemplo 1 excepto para el cambio de las especies modificadoras, el
grado de modificación y el número de islas para el componente isla
que se muestra en la tabla 1. Todos los tejidos fueron excelentes en
la suavidad y poseían un lado excelente con tactos blando y
voluminoso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
10-17
Se llevaron a cabo la formación de la fibra, la
preparación del tejido y la evaluación de la misma manera que en el
ejemplo 1 excepto para el cambio del tipo del polímero de componente
mar, la sección transversal de fibra, el número de islas y la
proporción de compuesto que se muestra en la tabla 1. Todos los
tejidos fueron excelentes en la suavidad y poseían un lado
excelente con tactos blando y voluminoso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
18
Se preparó, utilizando un extrusor de doble eje,
un PVA modificado con un plastificante añadido mediante la adición
de 10% en masa de un compuesto que comprende 1 mol de sorbitol y 2
mol de óxido de etileno añadido al mismo al PVA modificado
utilizado en el ejemplo 1. El PVA modificado con un plastificante
añadido tuvo una viscosidad de fusión aparente de 130 Pa\cdots a
240ºC y a una velocidad de cizalladura de 1.000 seg^{-1} y el
efecto reductor de velocidad fue 70 Pa\cdots. A continuación, se
formaron las fibras como en el ejemplo 1 excepto para la
utilización de PVA modificado con un plastificante añadido y
cambiando el número de islas y se llevaron a cabo diversos tipos de
evaluación como tejidos.
Los tejidos planos que comprenden las fibras
huecas porosas de la presente invención fueron excelentes en
suavidad y el rendimiento preventivo por medio del mar y tuvieron un
lado excelente con tactos blando y voluminoso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 19,
20
Las fibras se formaron como en el ejemplo 1
excepto para el cambio del tipo de PVA modificado y el plastificante
y el número de islas según se muestra en la Tabla 1 y se llevaron a
cabo diversos tipos de evaluación para los tejidos planos. Todos
los tejidos fueron excelentes en la resistencia a la luz y el
rendimiento preventivo a través del mar y tuvieron un lado
voluminoso y extremadamente tactos blando.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 21,
22
Las fibras se formaron como en el ejemplo 1
excepto para la forma de la sección transversal de la fibra y el
número de islas y se llevaron a cabo diversas clases de evaluaciones
como los tejidos planos que se muestran en la tabla 1. Todos los
tejidos fueron excelentes en suavidad y tuvieron un tacto
extremadamente blando.
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Ejemplo
23
El tereftalato de polietileno (al que se hace
referencia únicamente como PET) de una viscosidad intrínseca de
0,68 (en una concentración de clorofenol, 30ºC) que contenía 2,5% en
masa de sílice con un tamaño de grano promedio primario de 0,04
\mum se utilizó como el componente mar y el PVA modificado
utilizado en el ejemplo 1 se utilizó como la composición isla. Se
extruyeron y se fundieron separada e individualmente y se hilaron
en fundido en una temperatura de zona elevada del PVA modificado a
230ºC, utilizando partes de hilatura de compuesto de forma que
suprimieran el estancamiento de fusión del PVA modificado lo menos
posible y bajo las condiciones para el número de isla de 36 y la
proporción conjugada: mar/isla = 60/40 a través de una tobera de
agujero circular con un diámetro de tobera de 0,30 mm \Phi y 24
agujeros a una temperatura de hilado de 275ºC.
Se instaló un dispositivo de soplado de aire de
refrigeración de tipo soplado horizontal de 1,0 m de longitud justo
debajo de la tobera para hilar y la fibra conjugada hilada a partir
de la tobera para hilar se introdujo directamente en el dispositivo
de soplado de aire de refrigeración y el aire refrigerante se ajustó
a una temperatura de 25ºC y a una humedad relativa de 65% de HR, se
sopló en la fibra hilada a una velocidad de 0,5 m/seg para enfriar
la fibra a 50ºC o menos (temperatura de la fibra a la salida del
dispositivo de soplado de aire frío = 40ºC).
Después de introducir la fibra conjugada
enfriada a 60ºC o menos en un calentador de tubo de 1,0 m de
longitud y 30 mm de diámetro interior localizado justo debajo de la
tobera para hilar (temperatura de la pared interior: 160ºC)
espaciándose en 1,1 m y estirándose en el calentador de tubo se
aplicó un agente hidrofóbico a la fibra que salía del calentador de
tubo mediante un sistema de engrase de guía y, sucesivamente, la
fibra se contrajo por medio de un par de rodillos de contracción a
una velocidad de contracción de 3.500 m/min para producir fibras
conjugadas estiradas de 24 filamentos 84 dtex.
La hilabilidad de las fibras conjugadas tras la
aplicación de las etapas de hilado y de estirado, además de la
irregularidad de las fibras obtenidas finalmente (irregularidad de
hilo Usters: U%) fue 0,75% y el número de flocado que se produjo
fue 0,1 N/10^{6} m.
A continuación, se utiliza la fibra conjugada
como las tramas y urdimbres para preparar los tejidos planos con
100% de proporción de eliminación para el PVA de la misma manera que
en el ejemplo 1. Los tejidos planos poseían voluminosidad y
tuvieron un lado con tacto suave y blando sin irregularidades de
hilo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
24
Se llevaron a cabo la formación de la fibra, la
preparación del tejido plano y la evaluación de la misma manera que
en el ejemplo 23 excepto para cambiar el contenido de sílice a 5% en
masa. Las fibras conjugadas obtenidas de esta manera tuvieron un U%
de 0,88 y el número de flocado que se produjo fue 0,3 N/10^{6}
m.
A continuación, se prepararon los tejidos planos
con la velocidad de eliminación de PVA de 100% de la misma manera
que en el ejemplo 23 utilizando las fibras conjugadas para las
tramas y urdimbres. Los tejidos planos poseían voluminosidad y el
lado de tacto blando y sin irregularidades de hilo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
25
Se llevaron a cabo la formación de la fibra, la
preparación del tejido plano y la evaluación de la misma manera que
en el ejemplo 23 excepto para cambiar el tamaño de grano promedio de
la sílice a 0,3 \mum y el contenido de sílice a 1% en masa. Las
fibras conjugadas obtenidas de esta manera tuvieron un U% de 0,83 y
el número de flocado se produjo a 0,1 N/10^{6} m.
A continuación, se prepararon de la misma manera
que en el ejemplo 23 los tejidos planos con la velocidad de
eliminación de PVA de 100% utilizando las fibras conjugadas para las
tramas y urdimbres. Los tejidos planos poseían voluminosidad y el
tacto blando y sin irregularidades de hilo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
26
Se llevaron a cabo la preparación de la
formación del tejido plano de fibras de la misma manera que en el
ejemplo 23 excepto para utilizar 4 mol de tereftalato de polietileno
modificado con ácido isoftálico conteniendo 0,045% en masa de óxido
de titanio ([\eta] = 0,68, referido simplemente como IPA4coPET) y
se estableció el número del componente isla como 12. La fibra
conjugada formada tuvo un U% de 0,92 y el número de flocado que se
produjo fue de 0,1 N/10^{6} m.
A continuación, se prepararon de la misma manera
que en el ejemplo 23 los tejidos planos con la eliminación de PVA
de proporción de 100% utilizando las fibras conjugadas como las
tramas y urdimbres. Los tejidos planos tuvieron voluminosidad y el
lado suave con tacto blando y sin irregularidad de hilo.
Claims (13)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Fibra hueca que comprende un polímero termoplástico con un contenido de agua de equilibrio de 2% o inferior en la que el número de partes huecas (\alpha_{1}) y la proporción hueca (\alpha_{2}) satisfacen la ecuación siguiente:\alpha_{1}\geqq 72 \leqq \alpha_{2} \leqq 650,14 \leqq (\alpha_{1 x} \alpha_{2})/100 \leqq 250\vskip1.000000\baselineskip
- 2. Fibra hueca según la reivindicación 1, en la que el polímero termoplástico es poliolefina o poliéster que presenta un contenido de agua de equilibrio de 2% o inferior.
- 3. Fibra hueca según la reivindicación 2, en la que la fibra es una fibra continua.
- 4. Fibra hueca según la reivindicación 3, en la que el polímero termoplástico es poliéster que presenta una viscosidad intrínseca [\eta] de 0,52 a 0,85, el poliéster contiene partículas inórganicas finas, y el tamaño de partícula promedio primario (\mum) de las partículas inórganicas finas y el contenido (% en masa) de las partículas inórganicas finas en el poliéster satisfacen la relación siguiente:0,01 \leqq tamaño de partícula promedio primario (\mum) \leqq 5,00,05 \leqq contenido de partículas inórganicas finas (% en masa) \leqq 10,00,01 \leqq x \leqq 3,0en la que x = tamaño de partícula promedio primario (\mum) x contenido de partícula inórganica fina (% en masa).
\vskip1.000000\baselineskip
- 5. Procedimiento de fabricación de fibras huecas, que comprende el tratamiento de fibras conjugadas de agua de mar-isla compuestas de un polímero termoplástico con un contenido de agua de equilibrio de 2% o inferior como un componente de mar y un polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua como un componente de isla en el que el número de isla (\alpha_{n}) y la proporción de componente isla (\alpha_{s}) en la fibra conjugada satisfacen la ecuación siguiente, y la disolución para eliminar el polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua de las fibras conjugadas:\alpha_{n}\geqq 72 \leqq \alpha_{2} \leqq 650,14 \leqq (\alpha_{n} x \alpha_{s})/100 \leqq 250
\vskip1.000000\baselineskip
- 6. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 5, en el que el alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua como el componente isla es un alcohol polivinílico modificado que contiene de 0,1 a 20% en moles de la unidad \alpha-olefina que presenta 4 o menos átomos de carbono y/o unidad vinil éter.
- 7. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 6, en el que el alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua como el componente isla contiene de 4 a 15% en moles de unidad de etileno y/o unidad de propileno como la unidad \alpha-olefina que presenta 4 o menos átomos de carbono.
- 8. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 7, en el que el polímero termoplástico como el componente mar es poliolefina o poliéster que presenta un contenido de agua de equilibrio de 2% o inferior.
- 9. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 8, en el que el componente mar comprende un poliéster que contiene partículas inórganicas finas, el tamaño de partícula promedio primario [\mum] de las partículas inórganicas finas y el contenido (% en masa) de las partículas inórganicas finas en el poliéster satisfacen la relación siguiente y la viscosidad intrínseca [\eta] del poliéster es de 0,52 a 0,85:0,01 \leqq tamaño de partícula promedio primario (\mum) \leqq 5,00,05 \leqq contenido partículas inórganicas finas (% en masa) \leqq 10,00,01 \leqq x \leqq 3,0en el que x = tamaño de partícula promedio primario (\mum) x contenido de partícula inórganica fina (% en masa).
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 10. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 8, en el que el componente isla contiene un plastificante que presenta un efecto reductor de la viscosidad de 10 a 200 Pa\cdots para una viscosidad aparente, a 240ºC y a 1.000 seg^{-1} de velocidad de cizalladura, y la viscosidad aparente del componente isla es de 40 a 400 Pa\cdots bajo la condición a 240ºC y a 1.000 seg^{-1} de velocidad de cizalladura.
- 11. Procedimiento de tratamiento de una estructura de fibra, que comprende tratar con agua una estructura de fibra que contiene fibras conjugadas mar-isla compuestas de un polímero termoplástico con un contenido de agua de equilibrio de 2% o inferior como un componente mar y un polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua como un componente isla en el que el número de isla (\alpha_{n}) y la proporción de componente isla (\alpha_{s}) en la fibra conjugada satisfacen la ecuación siguiente y la disolución para eliminar el polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua de las fibras conjugadas;\alpha_{n}\geqq 72 \leqq \alpha_{s} \leqq 650,14 \leqq (\alpha_{n} x \alpha_{s})/100 \leqq 250
\vskip1.000000\baselineskip
- 12. Estructura de fibra que contiene la fibra hueca según la reivindicación 1, hasta por lo menos una parte del mismo.
- 13. Fibra conjugada mar-isla para producir una fibra hueca compuesta de un polímero termoplástico con un contenido de agua de equilibrio de 2% o inferior como un componente mar y un polímero de alcohol polivinílico termoplástico soluble en agua como un componente isla en el que el número de isla (\alpha_{n}) y la proporción de componente isla (\alpha_{s}) en la fibra conjugada satisfacen la ecuación siguiente:\alpha_{n}\geqq 72 \leqq \alpha_{s} \leqq 650,14 \leqq (\alpha_{n} x \alpha_{s})/100 \leqq 250
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