ES2363082T3 - Estructura de fibra de poliéster. - Google Patents
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Abstract
Una estructura de fibra de poliéster que comprende fibra de poliéster que comprende un polímero de poliéster como componente principal, caracterizada porque: la citada estructura de fibra se selecciona de estructuras de fibras que tienen un espesor de 5-100 mm y una densidad de 0,01 a 0,10 g/cm3 y comprende fibra principal hecha de fibra cortada de poliéster y fibra cortada conjugada termofusionable, en la que el citado polímero de poliéster está presente en una o en ambas de las citadas fibra principal y fibra cortada conjugada termofusionable, y el citado polímero de poliéster se obtiene por policondensación de un éster dicarboxilato aromático en presencia de un catalizador, el citado catalizador comprende por lo menos un ingrediente seleccionado de una mezcla (1) y un producto de reacción (2) definidos a continuación, la mezcla (1) es una mezcla de los siguientes componentes (A) y (B): (A) un componente basado en un compuesto de titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: (a) alcóxidos de titanio representados por la siguiente fórmula general (I): **(Ver fórmula)** en la que cada uno de R1, R2, R3 y R4 representa independientemente una especie seleccionada de grupos alquilo C1-20 y grupos fenilo, m representa un número entero de 1 a 4 y, cuando m es 2, 3 ó 4, los dos, tres o cuatro grupos R2 y R3 pueden ser iguales o diferentes, yproductos de la reacción de alcóxidos de titanio de la fórmula general anterior (I) con ácidos carboxílicos polivalentes de la siguiente fórmula general (II): **(Ver fórmula)** en la que n representa un número entero de 2 a 4, o con sus anhídridos, yun componente basado en un compuesto de fósforo que comprende por lo menos un compuesto representado por la siguiente fórmula general (III): <img src="http://www.oepm.es/imas/ImasTextos/2/36/30/2363082_T3/2363082_T3_2
Description
Estructura de fibra de poliéster.
La presente invención se refiere a una
estructura de fibra de poliéster. Más específicamente, se refiere a
una estructura de fibra de poliéster producida usando una resina de
poliéster con tono de color satisfactorio y moldeabilidad
excelente.
\vskip1.000000\baselineskip
Las resinas de poliéster y en particular las
resinas de poli(tereftalato de etileno),
poli(naftalato de etileno), poli(tereftalato de
trimetileno) y poli(tereftalato de tetrametileno) presentan
excelente comportamiento mecánico, físico y químico y, por lo tanto,
se usan ampliamente para fibras, películas y otros productos
moldeados. En especial cuando se usan en estructuras de fibras, se
sabe que presentan resistencia mecánica y estabilidad dimensional
excelentes.
Dichos polímeros para estructuras de fibras, por
ejemplo, poli(tereftalato de etileno), se producen usualmente
preparando primero un éster de etilenglicol y ácido tereftálico y/o
un polímero inferior del mismo y calentándolo después a presión
reducida y en presencia de un catalizador de la reacción de
polimerización para conseguir el grado deseado de polimerización.
Otros poliésteres se producen por procesos similares.
Se sabe que el tipo del catalizador de
policondensación usado tiene un efecto importante sobre la calidad
del poliéster resultante y compuestos de antimonio son los usados
más ampliamente como catalizadores de policondensación para la
producción de poli(tereftalato de etileno).
Sin embargo, hay un problema asociado con el uso
de compuestos de antimonio porque un hilado continuo prolongado de
poliésteres fundidos origina adherencia acumulada de materia extraña
alrededor del orificio de la hilera (denominado en lo sucesivo
simplemente "adherencia a la hilera") y desviación del flujo de
polímero fundido (flexión), que finalmente origina esponjamiento y
rotura del filamento o heterogeneidad de las propiedades físicas de
la fibra durante las etapas de hilado y estiramiento. Además, el uso
de fibras de poliéster que comprenden dichos poliésteres para la
producción de estructuras de fibras de poliéster ha originado
problemas, como mala estabilidad del proceso y baja calidad de las
estructuras de fibras de poliéster obtenidas.
Como medio de resolver estos problemas, se ha
descrito el uso de los productos de la reacción de compuestos de
titanio y ácido trimelítico como catalizadores para la producción de
poliésteres (véase, por ejemplo, el documento de patente 1) y el uso
de productos de la reacción de compuestos de titanio y ésteres del
ácido fosfórico como catalizadores para la producción de poliésteres
(véase, por ejemplo, el documento de patente 2). Aunque estos
métodos mejoran la estabilidad térmica de poliésteres algunos
grados, el efecto de mejora es inadecuado y las resinas de poliéster
obtenidas necesitan una mejora del tono del color.
También se han propuesto complejos de compuesto
de titanio/compuesto de fósforo como catalizadores para la
producción de poliésteres (véase, por ejemplo, el documento de
patente 3). Sin embargo, aunque este método mejora la estabilidad
térmica algunos grados, el efecto es inadecuado y los poliésteres
obtenidos necesitan una mejora del tono del color.
Documento de patente 1
Publicación de patente japonesa examinada SHO
número 59-46258.
\vskip1.000000\baselineskip
Documento de patente 2
Publicación de patente japonesa no examinada SHO
número 58-38722.
\vskip1.000000\baselineskip
Documento de patente 3
Publicación de patente japonesa no examinada HEI
número 7-138354.
\vskip1.000000\baselineskip
La patente de Estados Unidos número 6.231.976
describe "fibras, en particular fibras aglutinantes, hechas de
copoliésteres y los propios copoliésteres [.....] formados en
general de un componente basado en un glicol que contiene
diclohexano-1,3 ó 1,4-dimetanol y
etilenglicol y por lo menos un componente basado en un ácido
dicarboxílico".
La patente EP 1 110 988 describe "un poliéster
producido polimerizando un ácido carboxílico aromático difuncional y
un éster de alquilenglicol y/o un oligómero del mismo en presencia
de un catalizador que incluye un producto de la reacción de (A) un
componente basado en un compuesto de titanio que incluye un
compuesto de titanio (1) de fórmula (I) o un compuesto de titanio
(2) producido por reacción del compuesto de titanio (1) con un ácido
carboxílico aromático difuncional de fórmula (III) o con un
anhídrido de éste, con (B) un componente basado en un compuesto de
fósforo seleccionado del compuesto de fósforo (3)".
Las patentes US 6.197.856 y WO 99/10573
describen "fibras aglutinantes hechas de copoliésteres, los
propios copoliésteres y catalizadores y procesos para producir los
copoliésteres. Más particularmente [.....] copoliésteres formados de
diclohexano-1,4-dimetanol,
etilenglicol y ácido tereftálico, ácido naftalenodicarboxílico,
ácido ciclohexano-1,4-dicarboxílico
y ésteres o anhídridos de los mismos".
En la patente US 6.359.079 se describen
"polioxipropilaminas, polímeros de polipropileno terminados en uno
o los dos extremos con grupos carbamato, ácidos di- o
tricarboxílicos, haluros de ácidos carboxílicos o ésteres o mezclas
que comprenden uno de los compuestos antes citados con un copolímero
hidrófilo de poliéster que tiene segmentos repetitivos de unidades
de tereftalato de etileno que contienen 10-50% en
peso de unidades de poli(tereftalato de oxietileno), útiles
para impartir un recubrimiento duradero a telas o fibras de
poliéster, polipropileno, polietileno, algodón, poliamida o
poliaramida".
\vskip1.000000\baselineskip
Un objeto de la invención es resolver los
problemas antes mencionados de la técnica anterior proporcionando
una estructura de fibra de poliéster que tiene un tono de color
satisfactorio (un valor L* alto y un valor b* bajo), producida de
fibra de poliéster de alta calidad.
La estructura de fibra de poliéster de la
invención es una estructura de fibra de poliéster que comprende
fibra de poliéster que contiene como componente principal un
polímero de poliéster y caracterizada porque
la estructura de fibra tiene un espesor de
5-100 mm y una densidad de 0,01 a 0,10 g/cm^{3},
comprendiendo fibra principal hecha de fibra cortada de poliéster y
fibra cortada conjugada termofusionable, en la que el polímero de
poliéster está presente en una cualquiera o en ambas de la fibra
principal y la fibra cortada conjugada termofusionable,
y el polímero de poliéster se obtiene por
policondensación de un éster dicarboxilato aromático en presencia de
un catalizador, comprendiendo el catalizador por lo menos un
ingrediente seleccionado de la mezcla (1) y el producto de reacción
(2) definidos a continuación:
la mezcla (1) es una mezcla de los siguientes
componentes (A) y (B):
(A) un componente basado en un compuesto de
titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del
grupo que consiste en:
(a) alcóxidos de titanio representados por la
siguiente fórmula general (I):
en la que cada uno de R^{1},
R^{2}, R^{3} y R^{4} representa independientemente una especie
seleccionada de grupos alquilo C_{1-20} y grupos
fenilo, m representa un número entero de 1 a 4 y, cuando m es 2, 3 ó
4, los dos, tres o cuatro grupos R^{2} y R^{3} pueden ser
iguales o diferentes,
y
(b) productos de la reacción de alcóxidos de
titanio de la fórmula (I) anterior con ácidos carboxílicos
aromáticos polivalentes representados por la siguiente fórmula
general (II):
en la que n representa un número
entero de 2 a 4, o con sus anhídridos,
y
\newpage
(B) un componente basado en un compuesto de
fósforo que comprende por lo menos un compuesto representado por la
siguiente fórmula general (III):
en la que cada uno de R^{5},
R^{6} y R^{7} representa independientemente alquilo
C_{1-4} y X representa por lo menos una especie
seleccionada de -CH_{2}- y -CH_{2}(Y) (en la que Y
representa
fenilo),
la mezcla (1) se usa en una proporción de
mezclado tal que la relación M_{Ti} (%) de milimoles de titanio
elemental en el componente basado en un compuesto de titanio (A) con
respecto al número de moles del éster dicarboxilato aromático y la
relación M_{P} (%) de milimoles de fósforo elemental en el
componente basado en un compuesto de fósforo (B) con respecto al
número de moles del éster dicarboxilato aromático satisfacen las
siguientes expresiones (i) y (ii):
y el producto de reacción (2) es el
producto de la reacción de los siguientes componentes (C) y
(D):
\vskip1.000000\baselineskip
(C) un componente basado en un compuesto de
titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del
grupo que consiste en:
(c) alcóxidos de titanio representados por la
siguiente fórmula general (IV):
en la que en la que cada uno de
R^{1}, R^{9}, R^{10} y R^{11} representa independientemente
alquilo C_{1-20}, p representa un número entero de
1 a 3 y, cuando p es 2 ó 3, los dos o tres grupos R^{9} y R^{10}
pueden ser iguales o diferentes,
y
(d) productos de la reacción de alcóxidos de
titanio de la fórmula general (IV) anterior con ácidos carboxílicos
aromáticos polivalentes representados por la fórmula general (II)
anterior o con sus anhídridos, y
\vskip1.000000\baselineskip
(D) un componente basado en un compuesto de
fósforo que comprende por lo menos un compuesto de fósforo
representado por la siguiente fórmula general (V):
en la que R^{12} representa
alquilo C_{1-20} o arilo
C_{6-20} y q representa un número entero de 1ó
2.
\vskip1.000000\baselineskip
El componente (A) de la mezcla de catalizador
(1) y el componente (C) del producto de reacción (2) para el
catalizador en la estructura de fibra de poliéster de la invención
contienen preferiblemente el respectivo alcóxido de titanio (a) y
alcóxido de titanio (c), cada uno en una relación molar en el
intervalo de 2:1 a 2:5 con respecto al ácido carboxílico aromático
polivalente o su anhídrido.
En el producto de reacción (2) para el
catalizador de la estructura de fibra de poliéster de la invención,
la relación de componente (D) con respecto a componente (C) está en
el intervalo de 1:1 a 3:1, expresada como relación de moles de
átomos de fósforo del componente (D) a moles de átomos de titanio
del componente (C) (P/Ti).
El compuesto de fósforo de fórmula general (V)
para el producto de reacción (2) en la estructura de fibra de
poliéster de la invención se selecciona preferiblemente de fosfatos
de monoalquilo.
El éster dicarboxilato aromático en la
estructura de fibra de poliéster de la invención se produce
preferiblemente por transesterificación de un éster dialquílico de
un ácido dicarboxílico aromático y un éster de alquilenglicol.
El ácido dicarboxílico aromático en la
estructura de fibra de poliéster de la invención se selecciona
preferiblemente de ácido tereftálico, ácido
naftaleno-1,2-dicarboxílico, ácido
Itálico, ácido isoftálico, ácido difenildicarboxílico y ácido
difenoxietanodicarboxílico, y el alquilenglicol se selecciona
preferiblemente de etilenglicol, butilenglicol, trimetilenglicol,
propilenglicol, neopentilglicol, hexametilenglicol y
dodecanometilenglicol.
El polímero de poliéster de la estructura de
fibra de poliéster de la invención tiene preferiblemente un valor L*
de 77-85 y un valor b* de 2-5,
basado en el sistema de color L*a*b* (JIS Z8729).
La fibra cortada conjugada termofusionable de la
estructura de fibra de poliéster de la invención puede tener una
estructura de lado a lado o puede tener una estructura de
alma-envoltura concéntricas o excéntricas, en la que
el alma concéntrica o excéntrica puede estar formada de un polímero
termoplástico formador de fibras y la envoltura concéntrica o
excéntrica puede estar formada de un polímero termosoldable.
En la estructura de fibra de poliéster de la
invención, el polímero termoplástico formador de fibras de la fibra
cortada conjugada termofusionable es preferiblemente un polímero de
poliéster. El polímero termosoldable de la fibra cortada conjugada
termofusionable se selecciona preferiblemente de elastómeros de
poliuretanos, elastómeros de poliésteres, homopolímeros y
copolímeros inelásticos de poliésteres, homopolímeros y copolímeros
de poliolefinas y polímeros de poli(alcohol vinílico).
Una estructura de fibra de un espesor de
5-100 mm y una densidad de 0,01 a 0,10 g/cm^{3} en
una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la invención se
une térmicamente en por lo menos algunos de los puntos de contacto
entre las fibras cortadas conjugadas termofusionables y las fibras
principales y/o puntos de contacto entre las propias fibras cortadas
conjugadas termofusionables.
La estructura de fibra de poliéster de la
invención también se puede usar para fines que implican contacto con
alimentos.
\vskip1.000000\baselineskip
La estructura de fibra de poliéster de la
invención se forma usando una fibra de poliéster que comprende un
polímero de poliéster como componente principal.
El polímero de poliéster se produce por
policondensación de un éster dicarboxilato aromático en presencia de
un catalizador. El catalizador de policondensación comprende por lo
menos uno seleccionado de (1) mezclas del componente basado en un
compuesto de titanio (A) y el componente basado en un compuesto de
fósforo (B), definidos ambos a continuación, y productos de reacción
(2) del componente basado en un compuesto de titanio (C) y el
componente basado en un compuesto de fósforo (D), definidos ambos a
continuación.
El compuesto de titanio (A) de la mezcla (1) del
catalizador de policondensación está compuesto de por lo menos un
compuesto seleccionado del grupo que consiste en:
(a) alcóxidos de titanio representados por la
siguiente fórmula general (I):
en la que cada uno de R^{1},
R^{2}, R^{3} y R^{4} representa independientemente una especie
seleccionada de grupos alquilo C_{1-20},
preferiblemente grupos alquilo C_{1-6}, y grupos
fenilo, m representa un número entero de 1 a 4, preferiblemente de 2
a 4 y, cuando m es 2, 3 ó 4, los dos, tres o cuatro grupos R^{2} y
R^{3} pueden ser iguales o diferentes,
y
\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip0.930000\baselineskip
(b) productos de la reacción de alcóxidos de
titanio de la fórmula (I) anterior con ácidos carboxílicos
aromáticos polivalentes representados por la siguiente fórmula
general (II):
en la que n representa un número
entero de 2 a 4, preferiblemente 3 ó
4,
o con sus anhídridos.
\vskip1.000000\baselineskip
El compuesto de fósforo (B) de la mezcla (1) del
catalizador de policondensación está compuesto de por lo menos un
compuesto representado por la siguiente fórmula general (III):
en la que cada uno de R^{5},
R^{6} y R^{7} representa independientemente alquilo
C_{1-4} y X representa por lo menos una especie
seleccionada de -CH_{2}- y -CH_{2}(Y) (en la que Y
representa
fenilo).
\vskip1.000000\baselineskip
El componente basado en un compuesto de titanio
(C) del producto de reacción (2) para el catalizador de
policondensación está compuesto de por lo menos un compuesto
seleccionado del grupo que consiste en:
(c) alcóxidos de titanio representados por la
siguiente fórmula general (V):
en la que cada uno de R^{8},
R^{9}, R^{10} y R^{11} representa independientemente alquilo
C_{1-20}, preferiblemente alquilo
C_{1-6}, p representa un número entero de 1 a 3,
preferiblemente 1 ó 2, y cuando p es 2 ó 3, los dos o tres grupos
R^{9} y R^{10} pueden ser iguales o diferentes,
y
\vskip1.000000\baselineskip
(d) productos de la reacción de alcóxidos de
titanio de la fórmula general (IV) anterior con ácidos carboxílicos
aromáticos polivalentes representados por la fórmula general (II)
anterior o con sus anhídridos.
\vskip1.000000\baselineskip
El componente basado en un compuesto de fósforo
(D) del producto de reacción (2) para el catalizador de
policondensación está compuesto de por lo menos un compuesto de
fósforo representando por la siguiente fórmula general (V):
en la que R^{12} representa
alquilo C_{1-20} o arilo
C_{6-20} y q representa un número entero de 1 ó
2.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando se usa como catalizador de
policondensación una mezcla (1) del componente basado en un
compuesto de titanio (A) y el componente basado en un compuesto de
fósforo (B), el alcóxido de titanio (a) representado por la fórmula
general (I) o el producto de reacción (2) del alcóxido de titanio
(a) y el ácido carboxílico aromático representado por la fórmula
general (II) o su anhídrido, usados como componente basado en un
compuesto de titanio (A), tienen alta solubilidad y compatibilidad
con polímeros de poliésteres y, por lo tanto, incluso si permanece
residuo del componente basado en un compuesto de titanio (A) en el
polímero de poliéster obtenido por policondensación, no hay
acumulación de materia extraña alrededor de la hilera durante el
hilado en estado fundido por lo que se puede producir un filamento
de poliéster de calidad satisfactoria con alta eficiencia de
hilado.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Como alcóxidos de titanio (a) representados por
la fórmula general (I) a usar en el componente basado en un
compuesto de titanio (A) del catalizador de policondensación de
acuerdo con la invención, los preferidos son tetraisopropoxititanio,
tetrapropoxititanio,
tetra-n-butoxititanio,
tetraetoxititanio, tetrafenoxititanio, trititanato de octoalquilo y
dititanato de hexaalquilo.
Como alcóxidos de titanio (c) representados por
la fórmula general (IV) a usar en el componente basado en un
compuesto de titanio (C) del catalizador de policondensación de
acuerdo con la invención, se pueden mencionar tetraalcóxidos de
titanio, como tetrabutóxido de titanio, tetraisopropóxido de
titanio, tetrapropóxido de titanio y tetraetóxido de titanio, y
titanatos de alquilo, como trititanato de octoalquilo y dititanato
de hexaalquilo, pero se prefiere usar tetraalcóxidos de titanio
debido a su reactividad satisfactoria con los componentes basados en
compuestos de fósforo usados para la invención, y en particular se
prefiere usar tetrabutóxido de titanio.
El ácido carboxílico aromático polivalente de
fórmula general (II), o su anhídrido, que reacciona con el alcóxido
de titanio (a) o (c) se selecciona preferiblemente de ácido Itálico,
ácido trimelítico, ácido hemimelítico y ácido piromelítico y sus
anhídridos. En particular, usando anhídrido trimelítico se obtiene
un producto de reacción que presenta alta afinidad con el polímero
de poliéster y es eficaz para evitar acumulación de materia
extraña.
Cuando el alcóxido de titanio (a) o (c)
reacciona con el ácido carboxílico aromático polivalente de fórmula
general (II) o con su anhídrido, se prefiere, por ejemplo, disolver
el ácido carboxílico aromático polivalente o su anhídrido en un
disolvente, añadir el alcóxido de titanio (a) o (c) gota a gota a la
solución y calentar la mezcla durante por lo menos 30 minutos a una
temperatura de 0-200ºC. El disolvente usado en este
caso se selecciona preferiblemente, según se desee, de etanol,
etilenglicol, trimetilenglicol, tetrametilenglicol, benceno y
xileno.
No hay limitación alguna sobre la relación molar
en la reacción entre el alcóxido de titanio (a) o (c) y el ácido
carboxílico aromático polivalente de fórmula general (II) o su
anhídrido, pero si la proporción del alcóxido de titanio es
demasiado alta, se puede deteriorar el tono del color del poliéster
resultante o se puede reducir el punto de reblandecimiento, mientras
que si la proporción del alcóxido de titanio es demasiado baja se
puede obstaculizar la reacción de policondensación. Por lo tanto, se
prefiere que la relación molar en la reacción entre el alcóxido de
titanio (a) o (c) y el ácido carboxílico aromático polivalente de
fórmula general (II) o su anhídrido esté preferiblemente en el
intervalo de 2:1 a 2:5.
El producto de reacción (b) o (d) obtenido por
la reacción se puede usar directamente o se puede usar después de su
purificación por recristalización con acetona, alcohol metílico y/o
acetato de etilo.
El compuesto de fósforo (fosfonato) de fórmula
general (II) a usar como componente basado en un compuesto de
fósforo (B) de la mezcla (1) usada como catalizador de
policondensación de acuerdo con la invención se selecciona
preferiblemente de ésteres de dimetilo, ésteres de dietilo, ésteres
de dipropilo y ésteres de dibutilo de derivados del ácido fosfónico,
como ácido carbometoximetanofosfónico, ácido
carboetoximetanofosfónico, ácido carbopropoximetanofosfónico, ácido
carbobutoximetanofosfónico, ácido carbometoxifenilmetanofosfónico,
ácido carboetoxifenilmetanofosfónico, ácido
carbopropoxifenilmetanofosfónico, ácido
carbobutoxifenilmetanofosfónico, etc.
Cuando un componente basado en un compuesto de
fósforo (B) que comprende un compuesto de fósforo (fosfonato) de
fórmula general (III) se usa para una reacción de policondensación
de un éster dicarboxílico aromático, la reacción con el componente
basado en un compuesto de titanio (A) se realiza más moderadamente
que la de compuestos de fósforos usados de ordinario como
estabilizadores de la reacción y, por lo tanto, la vida
catalíticamente activa del componente basado en un compuesto de
titanio (A) durante el proceso de la reacción de policondensación es
mayor y, como resultado, se puede usar una proporción menor del
componente basado en un compuesto de titanio (A) con respecto a la
cantidad de éster dicarboxilato aromático en el sistema de la
reacción de policondensación. También, incluso si se añade una
cantidad grande de estabilizador al sistema de reacción de
policondensación que contiene un componente basado en un compuesto
de fósforo (B) que comprende un compuesto de fósforo de fórmula
general (III), no hay reducción de la estabilidad térmica del
polímero de poliéster obtenido y su tono de color también es
satisfactorio.
Cuando se usa la mezcla (1) como catalizador de
policondensación de acuerdo con la invención, la mezcla (1) se usa
en una relación de mezclado tal que la relación M_{Ti} (%) de
milimoles de titanio elemental en el componente basado en un
compuesto de titanio (A) con respecto al número de moles del éster
dicarboxilato aromático y la relación M_{P} (%) de milimoles de
fósforo elemental en el componente basado en un compuesto de fósforo
(B) con respecto al número de moles del éster dicarboxilato
aromático satisfacen las siguientes expresiones (i) y (ii):
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
La relación M_{P}/M_{Ti} es entre 1 y 15 y
preferiblemente entre 2 y 10. Si la relación M_{P}/M_{Ti} es
menor que 1, el tono del color del polímero de poliéster obtenido
puede ser amarillento mientras que si es mayor que 15 la reactividad
de policondensación del catalizador de policondensación de dicha
composición puede ser insuficiente haciendo difícil obtener el
polímero de poliéster deseado. El intervalo de la relación
M_{P}/M_{Ti} de acuerdo con la invención es relativamente
estrecho comparado con el de catalizadores de Ti-P
convencionales pero estableciendo dicho intervalo se produce un
efecto excelente que no se ha obtenido con catalizadores de
Ti-P convencionales.
El valor de la suma (M_{P} + M_{Ti}) es
entre 10 y 100 y preferiblemente entre 20 y 70. Si el valor de
(M_{P} + M_{Ti}) es menor que 10, la propiedad de formar fibras
del polímero de poliéster obtenido, la eficiencia de producción en
el proceso de hilado en estado fundido y el comportamiento de las
fibras obtenidas serán inadecuados. Si el valor de (M_{P} +
M_{Ti}) es mayor que 100, habrá un grado pequeño, pero
significativo, de acumulación de materia extraña alrededor de la
hilera cuando el polímero de poliéster obtenido se use en una
operación de hilado en estado fundido. Se prefiere en general que el
valor de M_{Ti} sea 2-15% y más preferiblemente
3-10%.
Cuando el producto de reacción (2) se usa como
catalizador de policondensación de acuerdo con la invención, el
compuesto de fósforo de fórmula general (V) usado como compuesto de
fósforo (D) puede ser, por ejemplo, un fosfato de monoalquilo, como
fosfato de mono-n-butilo, fosfato de
monohexilo, fosfato de monododecilo, fosfato de monolaurilo o
fosfato de monooleílo; un fosfato de monoarilo, como fosfato de
monofenilo, fosfato de monobencilo, fosfato de
mono(4-etilfenilo), fosfato de monobifenilo,
fosfato de mononaftilo o fosfato de monoantrilo; un fosfato de
dialquilo, como fosfato de dietilo, fosfato de dipropilo, fosfato de
dibutilo, fosfato de dilaurilo o fosfato de dioleílo; o un fosfato
de diarilo, como fosfato de difenilo. Entre estos fosfatos, los
preferidos son fosfatos de monoalquilo o fosfatos de monoarilo en
los que q en la fórmula (V) es 1.
El componente basado en un compuesto de fósforo
(D) usado para la invención puede ser una mezcla de dos o más
compuestos de fósforo de fórmula general (V) y, como ejemplos de
combinaciones preferidas, se pueden mencionar mezclas de fosfatos de
monoalquilo y fosfatos de dialquilo o mezclas de fosfatos de
monofenilo y fosfatos de difenilo. Particularmente preferidas son
composiciones en las que un fosfato de monoalquilo constituye por lo
menos el 50% y especialmente por lo menos el 90% de la mezcla,
basado en el peso total de la mezcla.
El método de preparar el producto de la reacción
del componente basado en un compuesto de titanio (C) y el componente
basado en un compuesto de fósforo (D) puede implicar, por ejemplo,
combinar los componentes (C) y (D) y calentar la mezcla en glicol.
Específicamente, calentando una solución en glicol que contiene el
componente basado en un compuesto de titanio (C) y el componente
basado en un compuesto de fósforo (D) se producirá un enturbiamiento
de la solución con precipitación de los componentes (C) y (D) como
productos de la reacción. El precipitado se puede recoger y usar
como catalizador para la producción del polímero de poliéster.
El glicol usado en este caso es preferiblemente
el mismo componente glicólico del poliéster a producir usando el
catalizador obtenido. Por ejemplo, se prefiere etilenglicol cuando
el poliéster es poli(tereftalato de etileno),
propano-1,3-diol cuando el
poliéster es poli(tereftalato de trimetileno) y
tetrametilenglicol cuando el poliéster es poli(tereftalato de
tetrametileno).
El producto (2) de la reacción de
policondensación de acuerdo con la invención se puede producir por
un método de combinar simultáneamente el componente basado en un
compuesto de titanio (C), el compuesto de fósforo (D) y el glicol y
calentar la mezcla. Sin embargo, como el calentamiento origina que
el componente basado en un compuesto de titanio (C) y el componente
basado en un compuesto de fósforo (D) reaccionen y produzcan un
producto de reacción precipitado que es insoluble en glicol, se
prefiere que la reacción hasta la precipitación se realice de una
manera uniforme. Por lo tanto, para obtener eficientemente el
precipitado de la reacción, el proceso de producción preferido es
uno en el que se preparen previamente soluciones en glicol del
componente basado en un compuesto de titanio (C) y del componente
basado en un compuesto de fósforo (D) y después combinar las
soluciones y calentar.
La temperatura de reacción entre los componentes
(C) y (D) es preferiblemente entre 50 y 200ºC y el tiempo de
reacción es preferiblemente de 1 minuto a 4 horas. Si la temperatura
de reacción es demasiado baja, la reacción puede no continuar
suficientemente o se puede requerir un tiempo de reacción excesivo
haciendo imposible obtener eficientemente un precipitado mediante
una reacción uniforme.
La proporción de mezclado del componente basado
en un compuesto de titanio (C) y el componente basado en un
compuesto de fósforo (D) calentados para su reacción en glicol está
en el intervalo de 1,0 a 3,0 y más preferiblemente de 1,5 a 2,5,
expresada como relación molar de átomos de fósforo con respecto a
átomos de titanio. Dentro de este intervalo, el componente basado en
un compuesto de fósforo (D) y el componente basado en un compuesto
de titanio (C) reaccionarán casi completamente evitando la presencia
de un producto de reacción incompleta y, por lo tanto, el producto
de la reacción se puede usar directamente para dar un polímero de
poliéster con un tono de color satisfactorio. Además, la falta real
de exceso de compuesto de fósforo (V) sin reaccionar origina una
alta productividad sin impedir la reactividad de polimerización del
poliéster.
\newpage
El producto de reacción (2) para el catalizador
de policondensación usado para la invención comprende
preferiblemente un compuesto representado por la siguiente fórmula
general (VI):
en la que cada uno de R^{13} y
R^{14} representa independientemente por lo menos una especie
seleccionada de grupos alquilo C_{1-10} derivados
de R^{8}, R^{9}, R^{10} y R^{11} de la fórmula general (IV)
que representa el alcóxido de titanio para el componente basado en
un compuesto de titanio (C) y de R^{12} de la fórmula general (V)
que representa el compuesto de fósforo para el componente basado en
un compuesto de fósforo (D), y grupos arilo
C_{6-12} derivados de R^{12} del compuesto de
fósforo
(V).
\vskip1.000000\baselineskip
Como el producto de la reacción del compuesto de
titanio y el compuesto de fósforo representado por la fórmula (VI)
tiene alta capacidad catalítica, los polímeros de poliésteres
obtenidos usándolo tienen un tono de color satisfactorio (valor b*
bajo) y presentan un comportamiento satisfactoriamente práctico de
los polímeros con un contenido suficientemente bajo de
acetaldehídos, metales residuales y trímeros cíclicos para uso
práctico. El producto de reacción representado por la fórmula (VI)
se presenta preferiblemente a 50% en peso o más y más
preferiblemente a 70% en peso o más.
Si el éster dicarboxilato aromático se somete a
policondensación en presencia del producto de reacción (2), se puede
usar como catalizador de la producción de poliéster directamente,
sin separar el glicol y el producto de reacción precipitado (2)
obtenido de la manera antes mencionada. También, después de que el
precipitado haya sido separado de la solución en glicol que contiene
el producto de reacción precipitado (2), por medios tales como
precipitación centrífuga o filtración, el producto de reacción
precipitado (2) se puede recristalizar, por ejemplo, con acetona,
alcohol metílico y/o agua para su purificación y el producto
purificado se puede usar como catalizador. La estructura del
catalizador se puede confirmar por RMN de sólidos y análisis
cuantitativo de metales con un microanalizador de rayos X (XMA).
El polímero de poliéster usado para la invención
se obtiene por policondensación de un éster dicarboxilato aromático
en presencia de un catalizador que comprende la mezcla antes
mencionada (1) de un componente basado en un compuesto de titanio
(A) y un compuesto de fósforo (fosfonato) (B) y/o el producto de
reacción (2) de un componente basado en un compuesto de titanio (C)
y un componente basado en un compuesto de fósforo (D). De acuerdo
con la invención, el éster dicarboxilato aromático es
preferiblemente un diéster que comprende un ácido dicarboxílico
aromático y un glicol aromático.
Preferiblemente el ácido dicarboxílico aromático
está compuesto principalmente de ácido tereftálico. Más
específicamente, el ácido tereftálico constituye por lo menos el 70
por ciento en moles, basado en el contenido total de ácidos
dicarboxílicos. Como ejemplos de ácidos dicarboxílicos aromáticos
preferidos distintos del ácido tereftálico se pueden mencionar ácido
ftálico, ácido isoftálico, ácido naftalenodicarboxílico, ácido
difenildicarboxílico y ácido difenoxietanodicarboxílico.
El componente glicólico alifático es
preferiblemente un alquilenglicol de los que se pueden usar, por
ejemplo, etilenglicol, trimetilenglicol, propilenglicol,
tetrametilenglicol, neopentilglicol, hexametilenglicol y
dodecametilenglicol, siendo particularmente preferido el
etilenglicol.
De acuerdo con la invención, el polímero de
poliéster es preferiblemente un poliéster que comprende como unidad
repetitiva principal tereftalato de etileno, compuesto de ácido
tereftálico y etilenglicol. "Principal" significa que la unidad
repetitiva de tereftalato de etileno constituye por lo menos el 70
por ciento en moles de las unidades repetitivas totales presentes en
el poliéster.
El polímero de poliéster usado para la invención
también puede ser un poliéster mixto obtenido por copolimerización
de componentes del poliéster, como el componente ácido o el
componente diol.
Como componentes ácidos carboxílicos mixtos se
pueden usar como materiales de partida, por supuesto, los ácidos
dicarboxílicos aromáticos antes mencionados, así como ácidos
carboxílicos difuncionales que incluyen ácidos dicarboxílicos
alifáticos como ácido adípico, ácido sebácico, ácido azelaico y
ácido decanodicarboxílico y ácidos dicarboxílicos alicíclicos como
ácido ciclohexanodicarboxílico, o sus derivados que forman ésteres.
Como componentes dioles mixtos se pueden usar como materiales de
partida, por supuesto, los dioles alifáticos antes mencionados, así
como glicoles alicíclicos como ciclohexanodimetanol y dioles
aromáticos como bisfenol, hidroquinona y
2,2-bis(4-\beta-hidroxietoxifenil)propano.
Además, también se pueden usar polímeros mixtos
de poliésteres obtenidos por copolimerización de compuestos
polifuncionales, como ácido trimésico, trimetiloletano,
trimetilpropano, trimetilolmetano y pentaeritritol como componentes
mixtos.
Dichos polímeros de poliésteres y polímeros
mixtos de poliésteres se pueden usar solos o como combinación de dos
o más de ellos.
De acuerdo con la invención, el polímero de
poliéster usado es preferiblemente el producto de la
policondensación de un éster dicarboxilato aromático compuesto de un
ácido dicarboxílico aromático y un glicol alifático, como los
descritos anteriormente. El éster dicarboxilato aromático también se
puede producir por una reacción de diesterificación de un ácido
dicarboxílico aromático y un glicol alifático o se puede producir
por transesterificación de un éster dialquílico de un ácido
dicarboxílico aromático y un glicol alifático. Sin embargo, los
métodos que implican transesterificación usando ésteres dialquílicos
de ácidos dicarboxílicos aromáticos como materiales de partida son
más ventajosos que los métodos de diesterificación que usan ácidos
dicarboxílicos aromáticos como materiales de partida porque producen
menos residuos del compuesto de fósforo añadido como estabilizador
durante la reacción de policondensación.
También, todo o una porción del componente
basado en un compuesto de titanio (A) o (C) se añade preferiblemente
antes del inicio de la reacción de transesterificación, para usarlo
como catalizador de dos reacciones, a saber, catalizador de la
reacción de transesterificación y catalizador de la reacción de
policondensación. Esto permitirá una reducción del contenido de
compuesto de titanio en el poliéster final. Más específicamente, en
el caso de poli(tereftalato de etileno), por ejemplo, la
reacción de transesterificación entre un éster dialquílico de un
ácido dicarboxílico aromático (compuesto principalmente por ácido
tereftálico) y etilenglicol se realiza preferiblemente en presencia
del componente basado en un compuesto de titanio (A) que comprende
(a) por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en
alcóxidos de titanio representados por la fórmula general (I)
anterior y (b) productos de reacción entre alcóxidos de titanio de
fórmula general (I) con ácidos carboxílicos aromáticos polivalentes
representados por la fórmula general (II) anterior o con sus
anhídridos. Preferiblemente, a la mezcla de reacción que comprende
el diéster del ácido dicarboxílico aromático y el etilenglicol
obtenido por la reacción de transesterificación se añade después un
compuesto de fósforo (fosfonato) representado por la fórmula general
(III) anterior o el producto de reacción de un componente basado en
un compuesto de titanio (C) y el componente basado en un compuesto
de fósforo antes mencionado (D), y la reacción de policondensación
se realiza en su presencia.
La reacción de transesterificación se realizará
normalmente a presión ordinaria pero, si se realiza a baja presión
(0,05-0,20 MPa), se favorecerá más la reacción
catalizada por la acción del componente basado en un compuesto de
titanio (A) evitando también generación masiva de dietilenglicol
como subproducto, por lo que se puede conseguir estabilidad térmica
más favorable y otras propiedades. La temperatura es preferiblemente
160-260ºC.
Cuando el ácido dicarboxílico aromático usado
para la invención es ácido tereftálico, se usan ácido tereftálico y
tereftalato de dimetilo como materiales de partida del poliéster. En
este caso, se puede usar tereftalato de dimetilo recuperado obtenido
por despolimerización de un poli (tereftalato de alquileno) o ácido
tereftálico recuperado obtenido por hidrólisis de un
poli(tereftalato de alquileno). Desde el punto de vista de
utilización eficaz de recursos, se prefiere usar poliésteres
reprocesados recuperados de botellas de poli(tereftalato de
etileno), productos fibrosos, películas de poliéster, etc.
La reacción de policondensación se puede
realizar en un único reactor o en una pluralidad de reactores
distintos. El producto obtenido es un poliéster de acuerdo con la
invención y el poliéster obtenido por el proceso de policondensación
se extrude usualmente en estado fundido y se enfría para formar
partículas (gránulos).
El poliéster usado para la invención, que se
obtiene por el proceso de policondensación antes descrito, se puede
someter después, si se desea, a policondensación en fase sólida. La
policondensación en fase sólida consta de una o más etapas y se
realiza a una temperatura de 190-230ºC y a una
presión de 1 a 200 kPa, en una atmósfera de gas inerte, como
nitrógeno, argón o dióxido de carbono gaseosos.
El poliéster en partículas obtenido del proceso
de policondensación en fase sólida se somete después a tratamiento
acuoso por contacto con agua, vapor de agua, un gas inerte disuelto
en vapor de agua o aire disuelto en vapor de agua, según fuera
necesario, para inactivar el catalizador remanente presente en los
gránulos.
El proceso de producción de poliéster antes
descrito que comprende etapas de esterificación y policondensación
se puede realizar de forma continua, semicontinua o discontinua.
El polímero de poliéster usado para la invención
se selecciona preferiblemente de poli(tereftalato de
etileno), poli(tereftalato de trimetileno) y
poli(tereftalato de tetrametileno).
El polímero de poliéster usado para la invención
tiene preferiblemente un valor L* de 77-85 y un
valor b* de 2-5, basado en el sistema de color
L*a*b* (JIS Z8729).
La viscosidad límite del poliéster usado para la
invención obtenido de la manera antes descrita está preferiblemente
en el intervalo de 0,40-0,80, más preferiblemente de
0,45-0,75 y aún más preferiblemente de
0,50-0,70. La viscosidad límite es preferiblemente
no menor que 0,40 porque la resistencia de las fibras puede ser
insuficiente. Por otro lado, una viscosidad límite mayor que 0,80 es
antieconómica porque requiere un aumento excesivo de la viscosidad
límite de los polímeros de partida.
El poliéster usado para la invención puede, si
fuera necesario, contener cantidades pequeñas de aditivos, como
antioxidantes, absorbentes de radiaciones ultravioletas, ignífugos,
blanqueantes fluorescentes, agentes deslustradores, correctores del
color, agentes antiespumantes, agentes antiestáticos, agentes
antimicrobianos, estabilizadores frente a la luz, estabilizadores
térmicos, bloqueadores de la luz, etc. Preferiblemente se añaden
dióxido de titanio como agente deslustrador y antioxidantes como
estabilizadores.
El dióxido de titanio usado tiene
preferiblemente un tamaño medio de partículas de
0,01-2 \mum y se incluye preferiblemente en el
polímero de poliéster en una cantidad de 0,01-10% en
peso.
A propósito de lo anterior, el contenido de
titanio derivado del catalizador en el polímero de poliéster no
incluye el titanio derivado del dióxido de titanio añadido como
agente deslustrador.
Cuando el polímero de poliéster contiene dióxido
de titanio como agente deslustrador, el dióxido de titanio usado
como agente deslustrador se puede separar de una muestra del
polímero de poliéster para su medición disolviendo el polímero de
poliéster en hexafluoropropanol, centrifugando la solución para
separar y precipitar de la solución las partículas de dióxido de
titanio, separando y recogiendo el líquido sobrenadante por el
método del gradiente y evaporando de la fracción recogida el
disolvente para preparar la muestra de ensayo.
Como antioxidantes se usan preferiblemente
antioxidantes basados en fenoles trabados. El antioxidante se añade
preferiblemente en una cantidad no mayor que 1% en peso y más
preferiblemente en una cantidad de 0,005-0,5% en
peso. Una adición superior al 1% en peso originará un efecto de
saturación y puede producir espuma durante la operación de hilado en
estado fundido. También se pueden usar antioxidantes basados en
fenoles trabados junto con antioxidantes secundarios basados en
tioéteres.
No hay limitaciones particulares en el método de
añadir estos antioxidantes al poliéster y se pueden añadir en
cualquier etapa deseada desde el comienzo de la reacción de
transesterificación hasta la terminación de la reacción de
policondensación.
De acuerdo con la invención, no hay limitaciones
particulares en el método de producir fibras a partir del polímero
de poliéster y se puede emplear cualquier proceso convencional
conocido de hilado de fundido de poliéster. Por ejemplo, el polímero
de poliéster se puede fundir e hilar a una temperatura en el
intervalo de 270-300ºC y la velocidad de hilado del
fundido es preferiblemente 400-5.000 m/min. Una
velocidad de hilado dentro de este intervalo dará fibras con
resistencia suficiente y permitirá un bobinado estable. El
estiramiento se puede realizar después de bobinar las fibras de
poliéster no estiradas o en continuo sin bobinar.
La forma de la hilera usada para la producción
de fibra de poliéster tampoco tiene limitaciones y puede ser
circular o de forma irregular (triangular u otras formas
poligonales, plana, etc.) y puede ser sólida o hueca.
No hay limitaciones en la forma de las fibras de
poliéster usadas para la invención y pueden ser fibras largas o
fibras cortadas. Las fibras de poliéster usadas para la invención
también pueden ser retorcidas o no retorcidas. Además, las fibras de
poliéster usadas para la invención se pueden someter a un
retorcido/rizado falso, procesamiento Taslan, entrecruzamiento,
etc.
La estructura de fibra de poliéster de la
invención es una estructura de fibra que comprende fibra de
poliéster que contiene el polímero de poliéster antes mencionado
como componente principal, caracterizada porque la citada estructura
de fibra tiene un espesor de 6-100 mm y una densidad
de 0,10 a 0,10 g/cm^{3} y comprende fibra principal hecha de fibra
de poliéster cortada y fibra cortada conjugada termofusionable en la
que el polímero de poliéster antes mencionado está presente en una
cualquiera o en ambas de la fibra principal y la fibra cortada
conjugada termofusionable.
A continuación se explicará el modo de la
invención, a saber, estructuras de fibras que tienen espesores de
5-100 mm y comprenden fibra principal compuesta de
fibra de poliéster cortada y fibra cortada conjugada
termofusionable, en las que el polímero de poliéster se obtiene
usando el catalizador antes mencionado en una cualquiera o en ambas
de la fibra principal y la fibra cortada conjugada
termofusionable.
Dichas estructuras de fibras están compuestas de
fibra cortada conjugada termofusionable y fibra cortada de poliéster
(fibra principal) y tienen puntos de unión térmica creados por
tratamiento térmico al menos en algunos de los puntos de contacto
entre ambas fibras y/o puntos de contacto entre las propias fibras
cortadas conjugadas termofusionables.
Durante esta etapa, el polímero de poliéster
debe estar comprendido en cualquiera o en ambas de la fibra cortada
poliéster (fibra principal) y la fibra cortada conjugada
termofusionable.
La fibra cortada conjugada termofusionable antes
mencionada consiste en fibras cortadas que comprenden un polímero
termosoldable y un polímero termoplástico formador de fibras, con al
menos el polímero termosoldable expuesto sobre superficies de las
fibras.
Como polímeros termosoldables se pueden
mencionar elastómeros de poliuretanos, elastómeros de poliésteres,
polímeros y copolímeros inelásticos de poliésteres, polímeros y
copolímeros de poliolefinas y polímeros de poli(alcohol
vinílico). Se prefieren polímeros de poliésteres y sus copolímeros y
elastómeros de poliésteres obtenidos usando el catalizador antes
mencionado.
Como polímeros de poliésteres copolimerizados se
pueden mencionar ésteres de copolímeros que comprenden números
predeterminados de ácidos dicarboxílicos alifáticos, como ácido
adípico y ácido sebácico, ácidos dicarboxílicos aromáticos, como
ácido ftálico, ácido isoftálico y ácido naftalenodicarboxílico, y/o
ácidos dicarboxílicos alicíclicos, como ácido hexahidrotereftálico y
ácido hexahidroisoftálico, o dioles alicíclicos, como
dietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol y paraxilenglicol,
con adición de oxiácidos según se desee, como ácido
parahidroxibenzoico, y un ejemplo preferido es un poliéster obtenido
mediante copolimerización por adición de ácido isoftálico y
hexano-1,6-diol con ácido
tereftálico y etilenglicol.
Como ejemplos de polímeros de poliolefinas se
pueden mencionar polietileno de baja densidad, polietileno de alta
densidad, polipropileno, etc.
Ejemplos de polímeros termoplásticos formadores
de fibras a usar junto con el polímero termosoldable incluyen
poliésteres como poli(tereftalato de etileno),
poli(tereftalato de propileno) y poli(tereftalato de
butileno), y polímeros de poliolefinas. Particularmente preferidos
son los polímeros de poliésteres antes mencionados obtenidos usando
el catalizador antes mencionado.
La combinación de polímero termosoldable y
polímero termoplástico formador de fibras emplea lo más
preferiblemente un elastómero basado en poliésteres con un punto de
fusión en el intervalo de 70-210ºC (más
preferiblemente, de 100-180ºC) como polímero
termosoldable y un polímero de poliéster con un punto de fusión 10ºC
mayor que el punto de fusión del elastómero basado en poliésteres
como polímero termoplástico formador de fibras.
La fibra cortada conjugada termofusionable es
preferiblemente fibra conjugada en la que el polímero termosoldable
(E) y el polímero termoplástico formador de fibras (P) están en una
relación superficial E:P de 20:80 a 80:20 en la sección transversal
lateral de las fibras. La forma conjugada de los componentes (E) y
(P) puede ser cualquier forma conjugada conocida públicamente, como
de alma-envoltura concéntricas,
alma-envoltura excéntricas, lado a lado, fibra
hilada conjugada del tipo mar-isla o fibra hilada
mixta del tipo mar-isla, fibra (hendida) anaranjada
de sección orientada, etc, pero la distribución debe ser tal que una
porción del componente (E) esté expuesta sobre las superficies de
las fibras y preferiblemente el componente (E) constituye por lo
menos el 30% de la circunferencia de la sección transversal de la
fibra. Las fibras lado a lado o de alma-envoltura
excéntricas son particularmente favorables porque se puede impartir
fácilmente una función de rizado latente para desarrollar un rizado
diminuto durante el tratamiento térmico cuando se moldee la
estructura de la fibra por lo que se puede incrementar el
entrecruzamiento de las fibras para una mejor propiedad de
unión.
El tamaño de las fibras individuales de la fibra
cortada conjugada termofusionable está preferiblemente en el
intervalo de 0,5-200 dtex y más preferiblemente de
2-100 dtex. Se prefieren estos intervalos para
originar un número óptimo de puntos de unión térmica formados en la
estructura de las fibras por el tratamiento de unión térmica usado
para producir la estructura de las fibras con lo que se obtiene
resistencia suficiente y aglutinación mínima durante la fabricación
de la fibra cortada conjugada termofusionable.
Las formas de la sección transversal lateral de
las fibras no necesita ser circular y, en su lugar, puede ser
poligonal, en forma de aleta, esférica, etc., aunque preferiblemente
es circular desde el punto de vista de formar fibras cortadas y
pasar por la etapa de cardado. Las fibras también pueden tener una o
más porciones huecas.
La fibra cortada conjugada termofusionable se
puede producir mediante cualquier proceso convencional conocido
públicamente.
Cuando las fibras conjugadas termofusionable se
cortan originando fibras cortadas, las longitudes de corte están
preferiblemente en el intervalo de 5-100 mm y
particularmente en el intervalo de 15-95 mm. Este
intervalo da propiedades de cardado especialmente favorables y
propiedades de unión de estructuras de fibras.
La fibra cortada conjugada termofusionable
también puede ser rizada siempre que no produzca problemas durante
el proceso y en tal caso el número de rizos está preferiblemente en
el intervalo de 8-20 por cada 25 mm con una relación
de rizado de 6-18%.
La fibra cortada de poliéster usada como fibra
principal puede estar compuesta de un poliéster conocido
públicamente pero preferiblemente está compuesta del polímero de
poliéster antes mencionado obtenido usando el catalizador antes
descrito. El tamaño de cada fibra individual de la fibra cortada de
poliéster está preferiblemente en el intervalo de
0,5-150 dtex y más preferiblemente de
2-50 dtex desde el punto de vista del volumen
específico de la estructura de la fibra, propiedad amortiguadora y
resiliencia, así como textura. Desde el punto de vista del volumen
específico de la estructura de la fibra y la propiedad
amortiguadora, el número de rizos en la fibra cortada de poliéster
está preferiblemente en el intervalo de 3-30 por
cada 25 mm y más preferiblemente en el intervalo de
5-20 por cada 25 mm y la relación de rizado está
preferiblemente en el intervalo de 6-50% y más
preferiblemente en el intervalo de 12-40%. Las
longitudes
de corte están preferiblemente en el intervalo de 5-100 mm y más especialmente en el intervalo de 15-90 mm.
de corte están preferiblemente en el intervalo de 5-100 mm y más especialmente en el intervalo de 15-90 mm.
Las formas de la sección transversal de las
fibras cortadas de poliéster son preferiblemente circular, plana,
triangular, hexagonal o hueca, seleccionándose apropiadamente de
acuerdo con su uso final.
La fibra cortada de poliéster se puede producir
empleando cualquier proceso convencional conocido públicamente para
devanar o estirar fibras compuestas de un solo componente o fibras
conjugadas obtenidas por conjugación de dos o más componentes.
La proporción de mezclado de ambas fibras
cortadas de la estructura de fibra antes mencionada de acuerdo con
el tercer modo de la invención está preferiblemente en el intervalo
de fibra cortada conjugada termofusionable/fibra cortada de
poliéster de 5/95 a 70/30 y más preferiblemente de 10/90 a 60/40,
basado en peso. Si la proporción de mezclado de la fibra cortada
conjugada termofusionable es demasiado elevada, demasiados puntos de
unión térmica formados en la estructura de la fibra pueden originar
una dureza excesiva de la estructura mientras que si es demasiado
baja, pocos puntos de unión térmica pueden originar una elasticidad
y duración inferiores de la estructura.
El espesor de la estructura de fibra debe estar
en el intervalo de 5-100 mm. La densidad está en el
intervalo de 0,01-10 g/cm^{3}.
El proceso de fabricación de la estructura de
fibra puede ser cualquier proceso conocido públicamente siempre que
permita formación de puntos de unión térmica por lo menos en algunos
de los puntos de contacto entre las fibras cortadas conjugadas
termofusionables y las fibras cortadas de poliéster y/o puntos de
contacto entre las propias fibras cortadas conjugadas
termofusionables.
Preferiblemente la temperatura del tratamiento
térmico es aproximadamente 100-215ºC y
preferiblemente el tiempo de tratamiento térmico es aproximadamente
10-30 minutos.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se explicará más detalladamente
la presente invención mediante los siguientes ejemplos,
entendiéndose que los ejemplos no limitan el alcance de la
invención.
En los ejemplos de referencia
1-21 y ejemplos comparativos 1-12,
la viscosidad límite, tono del color, contenido de metales,
resistencia/alargamiento de telas no tejidas, variación de la
calidad de telas no tejidas, generación de algodón residual durante
la apertura de las fibras, variación de la calidad de guatas, dureza
(elasticidad) de la estructura de fibra, deformación residual de la
estructura de fibra después de compresión repetida (duración), masas
duras en la estructura de fibra, espesor de la estructura de fibra,
densidad de la estructura de fibra y adherencia a la hilera de cada
uno de los polímeros de poliéster se midieron por los métodos
descritos a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Se calculó calentando una disolución de 0,6 g de
poliéster en 50 cm^{3} de o-clorofenol, enfriando
la solución y usando un viscosímetro Ostwald para medir la
viscosidad de la solución de acuerdo con cualquier método ordinario
a una temperatura de 35ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió con una máquina de medición del color
CM-7500, de Color Machines Co., después de
tratamiento térmico de una muestra del polímero en partículas en un
secador a 160ºC durante 90 minutos y recristalización.
\vskip1.000000\baselineskip
Para el contenido de átomos de titanio y el
contenido de átomos de fósforo en el sistema catalizador en forma de
solución del catalizador, se cargó la solución del catalizador en
una celda de líquido mientras que, para el polímero de poliéster, la
muestra del polímero de poliéster se calentó en una placa de
aluminio hasta fundirla y después se colocó en una prensa de
compresión para transformarla en un artículo moldeado enrasado. La
muestra se colocó en un analizador de rayos X fluorescentes (modelo
3270 de Rigaku Corp.) para el análisis cuantitativo del contenido de
metales.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usó un dinamómetro de tracción dúctil de
velocidad constante para la medición de acuerdo con el método JIS
P8113.
\vskip1.000000\baselineskip
La variación de la calidad se basó en la
desviación estándar para n = 30 de la resistencia a la tracción de
la tela no tejida (un valor menor indica variación menor y, por lo
tanto, mayor estabilidad de la calidad).
\vskip1.000000\baselineskip
El peso de algodón residual generado por hora
bajo condiciones ordinarias de cardado por rodillos para la
producción de guata se midió en una región de 1 m^{2} alrededor de
la máquina de cardar.
\vskip1.000000\baselineskip
La variación de la calidad se basó en la
desviación estándar para n = 10 de la medición del peso de algodón
residual generado por hora (un valor menor indica variación menor y,
por lo tanto, mayor estabilidad de la calidad).
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió en base a la dureza después de una
compresión del 25% de acuerdo con JIS K6401.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió de acuerdo con el método JIS K6401.
\vskip1.000000\baselineskip
Se seleccionaron al azar diez especialistas para
contactar a mano con la superficie de la estructura de fibra y se
evaluó organolépticamente la presencia de masas duras de acuerdo con
la siguiente escala:
- 5:
- muy satisfactoria (muy uniforme, sin masas perceptibles)
- 4:
- ligeramente satisfactoria (casi uniforme, virtualmente sin masas)
- 3:
- satisfactoria (masas parciales aunque no significativas)
- 2:
- ligeramente mala (masas perceptibles)
- 1:
- muy mala (número claramente grande de masas).
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió el espesor (mm) de acuerdo con JIS
L1096.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió la densidad (g/cm^{3}) de acuerdo con
JIS L1097.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usó hidrato de hidrazina para descomponer el
polímero y cromatografía de gases (cromatógrafo modelo
263-70, de Hitachi Laboratories) para la medición de
acuerdo con un método común.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cortó el poliéster en gránulos que se
fundieron a 280ºC y después se descargaron de una hilera que tenía
12 orificios, cada uno de 0,15 mm de diámetro, para hilarlos a una
velocidad de 600 m/min durante 2 días, después de los cuales se
midió la altura de la capa adherida producida sobre el borde
exterior de la lumbrera de descarga de la embocadura. Una mayor
altura de la capa adherida tiende a originar más flexión de la
corriente de filamento del fundido de poliéster descargado y, por lo
tanto, reduce la moldeabilidad del poliéster. Esto es, la altura de
la capa adherida producida en la hilera se usó como índice de la
moldeabilidad del poliéster.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de referencia
1
Después de cargar 0,009 partes de titanato de
tetra-n-butilo en una mezcla de 100
partes de tereftalato de dimetilo y 70 partes de etilenglicol en un
reactor de acero inoxidable apto para reacciones a presión, se
presurizó el reactor a 0,07 MPa para la reacción de
transesterificación incrementándose la temperatura de 140 a 240ºC y
después se añadieron 0,04 partes de fosfonoacetato de trietilo para
terminar la reacción de transesterificación.
Después se transfirió el producto de la reacción
a un reactor de polimerización, se subió la temperatura a 290ºC y se
realizó la reacción de policondensación a un vacío elevado no mayor
que 26,67 Pa para obtener un poliéster (exento de agente
deslustrador) con una viscosidad límite de 0,60, un contenido de
dietilenglicol de 1,5% en peso y un punto de fusión de 254ºC.
El poliéster obtenido se cortó en gránulos que
se secaron por procedimientos ordinarios. Las gránulos secos se
usaron para operaciones de hilado, estirado, cortado, etc. de
acuerdo con métodos ordinarios para obtener hilo estirado de
poliéster (tamaño 1,7 dtex; longitud de fibras 5 mm; rizos 0) e hilo
no estirado de poliéster (tamaño 1,2 dtex; longitud de fibras 5 mm;
rizos 0). El hilo estirado de poliéster y el hilo no estirado de
poliéster se mezclaron en una proporción de 60/40 y a partir de esta
mezcla se formó una tela de 50 g/m^{2} usando una máquina
ordinaria de papel de cilindros y después la tela se secó con un
secador Yankee y se sometió a tratamiento de calandrado. Las
propiedades de la tela no tejida húmeda obtenida se indican en la
tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de
referencia
Se añadió tetrabutiloxititanio a una solución de
0,2% de anhídrido trimelítico en etilenglicol en una relación molar
de ½ con respecto al anhídrido trimelítico y se realizó la reacción
durante 60 minutos a presión normal manteniendo la temperatura a
80ºC, después de lo cual el sistema se enfrió a temperatura
ordinaria y el catalizador producido se recristalizó con un cantidad
diez veces mayor de acetona y después el precipitado se filtró con
papel de filtro y se secó a 100ºC durante 2 horas obteniéndose el
compuesto deseado.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de referencia
2
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 1 excepto que, como compuesto de titanio, se usaron 0,016
partes del trimelitato de titanio sintetizado por el método descrito
en el ejemplo de referencia anterior. Los resultados se indican en
la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos de referencia
3-5 y Ejemplos comparativos
1-3
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 1 excepto que se añadieron los compuestos de titanio y
los compuestos de fósforo relacionados en la tabla 1 en las
cantidades indicadas. Los resultados se indican en la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de referencia
6
Se usaron las gránulos de poliéster obtenidos en
el ejemplo de referencia 1 para operaciones de hilado, estirado,
cortado, etc. de acuerdo con métodos ordinarios para obtener hilo
estirado de poliéster (tamaño 1,7 dtex; longitud de fibras 51 mm; 12
rizos por cada 25 mm). Con el hilo estirado de poliéster se formó en
una hoja continua de un gramaje de 100 g/m^{2} usando una máquina
ordinaria de cilindros y después se usó una máquina punzadora de
agujas para entrecruzar las fibras y obtener una tela no tejida
seca. Las propiedades de esta tela se indican en la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de referencia
7
Se realizaron operaciones de hilado, estirado,
cortado, etc. de acuerdo con métodos ordinarios usando los gránulos
de poliéster obtenidos en el ejemplo de referencia 1, como alma, y
gránulos que consistían en un copolímero de poliéster que comprendía
un componente ácido obtenido mezclando ácido tereftálico y ácido
isoftálico en una relación molar de 60/40 y un componente diol
obtenido mezclando etilenglicol y
hexano-1,6-diol en una relación
molar de 85/15 (viscosidad límite: 0,36; punto de reblandecimiento:
70ºC), preparado usando un catalizador similar, como envoltura,
obteniéndose fibra conjugada de poliéster del tipo de alma/envoltura
(relación de alma/envoltura 50/50; tamaño 2,2 dtex; longitud de
fibras 5 mm). La fibra conjugada de poliéster del tipo de
alma/envoltura se mezcló con pasta de madera refinada en una
proporción de 60/40 y esta mezcla se usó para formar una hoja
continua de 50 g/m^{2} en una máquina de papel y después se
sometió a tratamiento térmico con un secador de aire caliente. Las
propiedades de la tela no tejida se indican en la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
4
Después de cargar 0,064 partes en peso de
acetato cálcico monohidrato en una mezcla de 100 partes de
tereftalato de dimetilo y 70 partes de etilenglicol en un reactor de
acero inoxidable apto para reacciones a presión, se presurizó el
reactor a 0,07 MPa para realizar la reacción de transesterificación
incrementándose la temperatura de 140 a 240ºC y después se añadieron
0,044 partes de solución acuosa de ácido fosfórico del 50% en peso
para terminar la reacción de transesterificación.
Después se transfirió el producto de la reacción
a un reactor de polimerización, se añadió trióxido de diantimonio en
la cantidad indicada en la tabla, se subió la temperatura a 290ºC y
se realizó la reacción de policondensación a un vacío no mayor que
26,67 Pa para obtener un poliéster. El poliéster obtenido se
transformó en fibras que después se usaron para obtener una tela no
tejida de la misma manera que en el ejemplo de referencia 1. Los
resultados se indican en la tabla 1.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplo de referencia
8
Se secaron los mismos gránulos de
poli(tereftalato de etileno) del ejemplo de referencia 1. Las
gránulos secos se usaron en operaciones de hilado, estirado,
cortado, etc. de acuerdo con métodos ordinarios para obtener hilo
estirado de poliéster (tamaño 6,6 dtex; longitud de fibras 51 mm;
9,0 rizos tridimensionales por cada 25 mm). El hilo estirado de
poliéster se abrió con una máquina de ordinaria cardar de rodillos y
formó una hoja continua cardada. El algodón residual generado se
indica en la tabla 2.
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Ejemplo de referencia
9
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 8 excepto que, como compuesto de titanio, se usaron 0,016
partes de trimelitato de titanio sintetizado por el método descrito
en el ejemplo de referencia. Los resultados se indican en la tabla
2.
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Ejemplos de referencia
10-14 y Ejemplos comparativos
5-7
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 8 excepto que se añadieron los compuestos de titanio y
los compuestos de fósforo relacionados en la tabla 2 en las
cantidades indicadas. Los resultados se indican en la tabla 2.
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Ejemplo comparativo
8
Después de cargar 0,064 partes en peso de
acetato cálcico monohidrato en una mezcla de 100 partes de
tereftalato de dimetilo y 70 partes de etilenglicol en un reactor de
acero inoxidable apto para reacciones a presión, se presurizó el
reactor a 0,07 MPa para la reacción de transesterificación
incrementándose la temperatura de 140 a 290ºC y después se añadieron
0,044 partes de solución acuosa de ácido fosfórico del 56% en peso
para terminar la reacción de transesterificación.
Después se transfirió el producto de la reacción
a un reactor de polimerización, se añadió trióxido de diantimonio en
la cantidad indicada en la tabla, se subió la temperatura a 290ºC y
se realizó la reacción de policondensación a un vacío alto no mayor
que 26,67 Pa para obtener un poliéster. El poliéster obtenido se
transformó en fibras que se usaron para obtener guata de la misma
manera que en el ejemplo de referencia 8. Los resultados se indican
en la tabla 2.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplo de referencia
15
Se secaron los mismos gránulos de
poli(tereftalato de etileno) del ejemplo de referencia 1 y se
usaron mediante un método establecido para obtener fibras cortadas
de poliéster con un tamaño de fibras individuales de 12 dtex, 8
rizos por cada 25 mm y una relación de rizado del 30%. También se
usaron los mismos gránulos como componente del alma mientras que se
usó el mismo catalizador para la polimerización de un componente
ácido mixto que comprendía ácido tereftálico y ácido isoftálico en
una relación molar de 80/20 y etilenglicol, y el politereftalato
basado en butileno se sometió después a tratamiento térmico a 38% en
peso con 62% en peso de polibutilenglicol (peso molecular 2.000)
para obtener un elastómero de copolímero de bloques de
poliéter-éster (elastómero termoplástico) con una viscosidad límite
de 1,0 y un punto de fusión de 155ºC. El elastómero termoplástico
obtenido se usó como componente de la envoltura y se realizaron
operaciones de hilado, estirado, cortado, etc. para una relación de
sección transversal de alma/envoltura de 60/40, obteniéndose fibras
cortadas conjugadas termofusionables (relación de alma/envoltura
60/49; tamaño de las fibras 6 dtex; 11 rizos por cada 25 mm;
relación de rizado 8%).
Se mezclaron las fibras cortadas de poliéster y
las fibras cortadas conjugadas termofusionables en una proporción en
peso de 70:30 y se pasó la mezcla dos veces por una máquina de
cardar de rodillos para obtener una hoja continua mixta. La hoja
continua se colocó en una bancada de moldeo a una densidad fija y se
sometió a tratamiento térmico a 180ºC durante 15 minutos usando un
secador con circulación de aire caliente para obtener una estructura
de fibra con una densidad de 0,04 g/cm^{3} y un espesor de 5 cm.
Se evaluaron las propiedades de la estructura de fibra obtenida y
los resultados se indican en la tabla 3.
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Ejemplo de referencia
16
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 15 para obtener una estructura de fibra excepto que, como
compuesto de titanio, se usaron 0,016 partes de trimelitato de
titanio sintetizado por los métodos descritos en el ejemplo de
referencia. Los resultados se indican en la tabla 3.
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Ejemplos de referencia
17-21 y Ejemplos comparativos
9-11
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 15 para obtener una estructura de fibra excepto que se
añadieron los compuestos de titanio y los compuestos de fósforo
relacionados en la tabla 3 en las cantidades indicadas. Los
resultados se indican en la tabla 3.
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Ejemplo comparativo
12
Después cargar 0,064 partes en peso de acetato
cálcico monohidrato en una mezcla de 100 partes de tereftalato de
dimetilo y 70 partes de etilenglicol en un reactor de acero
inoxidable apto para reacciones a presión, se presurizó el reactor a
0,07 MPa para la reacción de transesterificación incrementándose la
temperatura de 140 a 240ºC y después se añadieron 0,044 partes de
solución acuosa de ácido fosfórico del 56% en peso para terminar la
reacción de transesterificación.
Después se transfirió el producto de la reacción
a un reactor de polimerización, se añadió trióxido de diantimonio en
la cantidad indicada en la tabla, se subió la temperatura a 290ºC y
se realizó la reacción de policondensación a un vacío alto no mayor
que 26,67 Pa para obtener un poliéster. El poliéster obtenido se
transformó en fibras y se usó después para obtener una estructura de
fibra de la misma manera que en el ejemplo de referencia 15. Los
resultados se indican en la tabla 3.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
En los ejemplos 22-36, de los
que los ejemplos 22-31 son ejemplos de referencia, y
en los ejemplos comparativos 13-23 se midieron en
cada uno de los polímeros de poliéster, por los métodos descritos a
continuación, la viscosidad límite, tono del color, contenido de
metales, resistencia/alargamiento de la tela no tejida, variación de
la calidad de la tela no tejida, generación de algodón residual
durante la apertura de fibras, variación de la calidad de la guata,
dureza (elasticidad) de la estructura de fibra, deformación residual
de la estructura de fibra después de compresión repetida, masas
duras en la estructura de fibra, espesor de la estructura de fibra,
densidad de la estructura de fibra y adherencia a la hilera
\vskip1.000000\baselineskip
Se calculó calentando una solución de 0,6 g de
poliéster en 50 cm^{3} de o-clorofenol, enfriando
la solución y usando un viscosímetro de Ostwald para medir la
viscosidad de acuerdo con un método ordinario a una temperatura de
35ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió con una máquina de medición del color
CM-7500, de Color Machines Co., después de
tratamiento térmico de una muestra de polímero en partículas en un
secador a 160ºC durante 9 minutos y recristalización posterior.
\vskip1.000000\baselineskip
Se analizaron cuantitativamente las
concentraciones de titanio y fósforo precipitados del catalizador de
la reacción colocando una muestra seca en un microscopio electrónico
de barrido (SEM) modelo S570, de Hitachi Instruments Service, y
usando un microanalizador de rayos X (XMA) disipador de energía,
modelo EMAS-700, de Horiba Co. Ltd., conectado al
microscopio.
La concentración de metales del catalizador en
el poliéster se analizó cuantitativamente calentando una muestra en
partículas hasta fusión en una placa de aluminio y formando después
un artículo moldeado enrasado con una prensa de compresión y usando
un analizador de rayos X fluorescentes modelo 3270, de Rigaku
Corp.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usó un medidor de tracción dúctil de
velocidad constante para la medición de acuerdo con el método JIS
P8113.
\vskip1.000000\baselineskip
La variación de la calidad se basó en la
desviación estándar para n = 30 de la resistencia a la tracción de
la tela no tejida (un valor menor indica variación menor y, por lo
tanto, mayor estabilidad de la calidad).
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió el peso de algodón residual generado
por hora bajo condiciones ordinarias de cardado por rodillos en la
producción de guata en una región de 1 m^{2} alrededor de la
máquina de cardar.
\vskip1.000000\baselineskip
La variación de la calidad se basó en la
desviación estándar para n = 10 en la medición del peso de algodón
residual generado por hora (un valor menor indica variación menor y,
por lo tanto, mayor estabilidad de la calidad).
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió basándose en la dureza después de 25%
de compresión de acuerdo con JIS K6401.
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió de acuerdo con el método JIS K6401.
\vskip1.000000\baselineskip
Se seleccionaron al azar diez especialistas para
contactar a mano con la superficie de la estructura de fibra y
evaluar organolépticamente la presencia de masas duras según la
siguiente escala:
- 5:
- muy satisfactorio (muy uniforme, sin masas perceptibles)
- 4:
- ligeramente satisfactorio (bastante uniforme, virtualmente sin masas)
- 3:
- satisfactorio (masas parciales aunque no significativas)
- 2:
- pobre (masas perceptibles)
- 1:
- muy pobre (número claramente grande de masas).
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió el espesor (mm) de acuerdo con JIS
L1096.
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Se midió la densidad (g/cm^{3}) de acuerdo con
JIS L1097.
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Se cortó el poliéster en gránulos que se
fundieron a 290ºC y después se descargaron de una hilera que tenía
12 orificios, cada uno de 0,15 mm de diámetro, hilando a una
velocidad de 600 m/min durante dos días, después de los cuales se
midió la altura de la capa adherida producida en el borde exterior
de la lumbrera de descarga de la boquilla. Una altura mayor de la
capa adherida tiende a originar más flexión de la corriente de
filamento de poliéster descargado fundido y, por lo tanto, menor
moldeabilidad del poliéster. Esto es, la altura de la capa adherida
producida en la hilera se usó como índice de la moldeabilidad del
poliéster.
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Ejemplo de referencia
22
Se colocaron 919 g de etilenglicol y 10 g de
ácido acético en un matraz de 2 litros y tres bocas equipado con un
dispositivo de mezclado y agitación de su contenido y, después de
agitar y mezclar, se añadieron lentamente 71 g de tetrabutóxido de
titanio obteniéndose una solución transparente del compuesto de
titanio en etilenglicol. Esta solución se denominará abreviadamente
en lo sucesivo "solución TB". La concentración de átomos de
titanio en la solución fue 1,02%.
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Se colocaron 656 g de etilenglicol y 10 g de
ácido acético en un matraz de 2 litros y tres bocas equipado con un
dispositivo de mezclado y agitación de su contenido y se calentó a
100ºC agitando. Después de alcanzar 100ºC, se añadieron 34,5 g de
fosfato de monolaurilo y la mezcla se calentó, mezcló y agitó hasta
obtener una disolución transparente. Esta solución se denominará
abreviadamente en lo sucesivo "solución P1".
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A continuación se añadieron lentamente 310 g de
la solución TB a aproximadamente 690 g de la solución P1 controlando
la temperatura a 100ºC y agitando y, después de haberse completado
la adición, se continuó agitando durante 1 hora a una temperatura de
100ºC para completar la reacción del compuesto de titanio y el
compuesto de fósforo. La proporción de solución TB a solución P1 fue
2,0, expresada como relación molar de átomos de fósforo con respecto
a átomos de titanio. El producto obtenido por la reacción era
insoluble en etilenglicol y, por lo tanto, estaba presente en forma
de precipitado fino turbio. Esta solución se denominará
abreviadamente en lo sucesivo "catalizador
TP1-2,0".
Para analizar el precipitado de reacción
obtenido, se filtró una porción de la solución de reacción con un
filtro con poros de 5 \mum obteniéndose el producto de reacción
precipitado en forma de un sólido que se lavó con agua y se secó. Se
analizó por XMA la concentración elemental del producto de reacción
precipitado obtenido dando como resultado 12,0% de titanio, 16,4% de
fósforo y una relación molar de átomos de fósforo a átomos de
titanio de 2,1. El análisis de RMN de sólidos dio los siguientes
resultados. La medición de CP/MAS C-13 (frecuencia
75,5 Hz) reveló la desaparición de picos de desplazamiento derivados
de butóxido a 14, 20 y 39 ppm para tetrabutóxido de titanio mientras
que la medición de Dd/MAS P-31 (frecuencia 121,5 Hz)
confirmó un nuevo pico de desplazamiento químico a 22 ppm no
encontrado en fosfato de monolaurilo convencional. Estos datos
indican claramente que el precipitado obtenido bajo estas
condiciones era un compuesto nuevo resultante de la reacción del
compuesto de titanio y el compuesto de fósforo.
Por separado, una suspensión preparada mezclando
179 partes de ácido tereftálico de alta pureza y 95 partes de
etilenglicol se añadió a velocidad constante a un reactor que ya
contenía 225 partes de un oligómero (oligómero de un diéster
tereftalato de etilenglicol) agitando en una atmósfera de nitrógeno
bajo condiciones mantenidas a 255ºC y presión ordinaria y se hizo
reaccionar durante 4 horas para completar la reacción de
esterificación separando del sistema el agua y etilenglicol
generados por la reacción. El índice de esterificación fue mayor que
98% y el grado de polimerización del oligómero producido fue
aproximadamente 5-7.
Después de transferir 225 partes del oligómero
obtenido por la reacción de esterificación a un reactor de
policondensación se cargaron, como catalizador de policondensación,
3,34 partes del "catalizador TP1-2,0" antes
producido. Para la reacción de policondensación se subió la
temperatura de reacción del sistema de 255 a 280ºC y se bajó la
presión de reacción desde la presión atmosférica a 60 Pa en etapas,
eliminando del sistema el agua y etilenglicol generados por la
reacción.
La extensión de la reacción de policondensación
fue confirmada siguiendo la carga de la hélice de agitación del
sistema y la reacción se paró cuando se alcanzó el grado deseado de
polimerización. Después el producto de reacción del sistema fue
extrudido en continuo formando una hebra a la salida de la lumbrera
de descarga que se enfrió y cortó obteniéndose gránulos de
aproximadamente 3 mm. La calidad del poli(tereftalato de
etileno) obtenido se indica en la tabla 4.
Las gránulos se secaron y usaron en operaciones
de hilado, estirado, cortado, etc. de acuerdo con métodos ordinarios
obteniéndose hilo estirado de poliéster (tamaño 1,7 dtex; longitud
de las fibras 5 mm; rizos: 0) e hilo no estirado de poliéster
(tamaño 1,2 dtex; longitud de las fibras 5 mm; rizos 0). El hilo
estirado de poliéster y el hilo no estirado de poliéster se
mezclaron en una proporción de 60/40 y con esta mezcla se formó una
hoja continua de 50 g/m^{2} de gramaje usando una máquina de papel
ordinaria de cilindros y después la hoja continua se secó en un
secador Yankee y se sometió a un tratamiento de calandrado. Las
propiedades de la tela no tejida obtenida se indican en la tabla
4.
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Ejemplo de referencia
23
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 22 excepto que se usó fosfato de monobutilo en lugar de
fosfato de monolaurilo. La cantidad añadida y las condiciones del
procedimiento también se cambiaron de la siguiente manera.
Después de calentar y disolver 28,3 g de fosfato
de monobutilo en 537 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P2"), se añadieron 435
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de solución TB y solución P2 fue 2,0 expresada como
relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP2-2,0". La temperatura de
calentamiento fue 70ºC y el tiempo de reacción fue 1 hora.
Para analizar el precipitado de reacción
obtenido, una porción de la solución de reacción se filtró a través
de un filtro con poros de 5 \mum obteniéndose el producto de
reacción precipitado en forma de un sólido que se lavó con agua y se
secó. La concentración elemental del producto de reacción
precipitado obtenido se analizó de la misma manera antes indicada
dando, como resultado, 17,0% de titanio, 21,2% de fósforo y una
relación molar de átomos de fósforo de 1,9 con respecto a átomos de
titanio. El catalizador se usó para la producción de fibra de
poliéster de la misma manera que en el ejemplo de referencia 1,
después de lo cual se realizó la operación de formación de una hoja
continua y secado obteniéndose una tela no tejida húmeda. Los
resultados se indican en la tabla 4.
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Ejemplo de referencia
24
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 22 excepto que se cambió la cantidad de solución TP1
preparada y la cantidad de solución TB añadida. Las cantidades
preparadas y añadidas fueron las siguientes.
Después de calentar y disolver 31,3 g de fosfato
de monolaurilo en 594 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P3"), se añadieron 375
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de solución TB y solución P3 fue 1,5 expresada como
relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP3-1,5". El catalizador se usó
para la producción de fibra de poliéster de la misma manera que en
el ejemplo de referencia 22, después de lo cual se realizó la
operación de formación de una hoja continua y secado obteniéndose
una tela no tejida húmeda. Los resultados se indican en la tabla
4.
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Ejemplo de referencia
25
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 23 excepto que se cambió la cantidad de solución TP2
preparada y la cantidad de solución TB añadida. Las cantidades
preparadas y añadidas fueron las siguientes.
Después de calentar y disolver 33,0 g de fosfato
de monobutilo en 627 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P4"), se añadieron 340
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de solución TB y solución P4 fue 3,0 expresada como
relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP4-3,0". El catalizador se usó
para la producción de fibra de poliéster de la misma manera que en
el ejemplo de referencia 22, después de lo cual se realizó la
operación de formación de una hoja continua y secado obteniéndose
una tela no tejida húmeda. Los resultados se indican en la tabla
4.
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Ejemplo de referencia
26
Los gránulos de poliéster obtenidos en el
ejemplo de referencia 22 se usaron para operaciones de hilado,
estirado, cortado, etc. de acuerdo con métodos ordinarios para
obtener hilo estirado de poliéster (tamaño 1,7 dtex; longitud de las
fibras 51 mm; 12 rizos por cada 25 mm). Con el hilo estirado de
poliéster se formó una hoja continua de un gramaje de 100 g/m^{2}
usando una máquina ordinaria de cardado de cilindros y después se
usó una máquina de punzar de agujas para entremezclar las fibras y
obtener una tela no tejida seca. Las propiedades de la tela se
indican en la tabla 4.
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Ejemplo de referencia
27
Se realizó el hilado, estirado, cortado, etc. de
acuerdo con métodos ordinarios usando los gránulos de poliéster
obtenidos en el ejemplo 22 obteniéndose un hilo de poliéster (alma)
y usando gránulos que consistían en un copolímero de poliéster que
comprendía un componente ácido obtenido mezclando ácido tereftálico
y ácido isoftálico en una relación molar de 60/40 y un componente
diol obtenido mezclando etilenglicol y
hexano-1,4-diol en una relación
molar de 85/15 (viscosidad límite 0,36; punto de reblandecimiento
70ºC) preparado usando un catalizador similar (envoltura)
obteniéndose una fibra conjugada de poliéster del tipo de
alma/envoltura (proporción de alma/envoltura 50/50; tamaño 2,2 dtex;
longitud de las fibras 5 mm). La fibra conjugada de poliéster del
tipo de alma/envoltura se mezcló con pasta de madera refinada en una
proporción de 60/40 y con esta mezcla se formó una hoja continua de
50 g/m^{2} de gramaje que se secó con un secador de aire caliente.
Las propiedades de la tela no tejida obtenida se indican en la tabla
4.
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Ejemplo comparativo
13
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 22 excepto que el catalizador de policondensación fue una
solución de 1,3% de trióxido de antimonio en etilenglicol y se cargó
en una cantidad de 4,83 partes, y después se añadieron como
estabilizador 0,121 partes de una solución del 25% de fosfato de
trimetilo en etilenglicol. Los resultados se indican en la tabla
4.
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Ejemplo comparativo
14
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 22 excepto que, como catalizador de policondensación, se
cargaron por separado 1,03 partes de la solución TB y 2,30 partes de
la solución P1 en el sistema de la reacción de policondensación
durante la producción del poliéster, sin reaccionar la solución TB y
la solución P1. Los resultados se indican en la tabla 4.
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Ejemplo comparativo
15
Se repitió el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 23 excepto que, como catalizador de policondensación, se
cargaron por separado 1,03 partes de la solución TB y 2,3 partes de
la solución P1 en el sistema de la reacción de policondensación
durante la producción del poliéster, sin reaccionar la solución TB y
la solución P1. Los resultados se indican en la tabla 4.
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Ejemplo comparativo
16
Se repitió el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 23 excepto que, como catalizador de policondensación, se
cargaron por separado 1,03 partes de la solución TB y 2,3 partes de
la solución P2 en el sistema de la reacción de policondensación
durante la producción del poliéster, sin reaccionar la solución TB y
la solución P2. Los resultados se indican en la tabla 4.
Ejemplo de referencia
28
Los mismos gránulos de poli(tereftlato de
etileno) del ejemplo de referencia 22 se secaron y usaron para
operaciones de hilado, estirado, cortado, etc. de acuerdo con
métodos ordinarios para obtener hilo estirado de poliéster (tamaño
6,6 dtex; longitud de las fibras 51 mm; 9,0 rizos tridimensionales
por cada 25 mm). El hilo estirado de poliéster se abrió con una
máquina de cardar ordinaria de rodillos y se transformó en una hoja
continua cardada. El algodón residual generado se indica en la tabla
5.
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Ejemplo de referencia
29
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 28 excepto que se usó fosfato de monobutilo en lugar de
fosfato de monolaurilo. La cantidad añadida y las condiciones del
procedimiento también se cambiaron de la siguiente manera.
Después de calentar y disolver 28,3 g de fosfato
de monobutilo en 537 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P2"), se añadieron 435
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de solución TB y solución P2 fue 2,0 expresada como
relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP2-2,0". La temperatura de
calentamiento fue 70ºC y el tiempo de reacción fue 1 hora.
Para analizar el precipitado de reacción
obtenido, una porción de la solución de reacción se filtró a través
de un filtro con poros de 5 \mum obteniéndose el producto de
reacción precipitado en forma de un sólido que se lavó con agua y se
secó. La concentración elemental del producto de reacción
precipitado obtenido se analizó de la misma manera antes indicada
dando, como resultado, 17,0% de titanio, 21,2% de fósforo y una
relación molar de átomos de fósforo de 1,9 con respecto a átomos de
titanio. El catalizador se usó para la producción de fibra de
poliéster de la misma manera que en el ejemplo de referencia 7,
después de lo cual las fibras se abrieron con una máquina de cardar
ordinaria de rodillos y se formó una hoja continua cardada. Los
resultados se indican en la tabla 5.
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Ejemplo de referencia
30
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 28 excepto que se cambiaron la cantidad de solución TP1
preparada y la cantidad de solución TB añadida. Las cantidades
preparadas y añadidas fueron las siguientes.
Después de calentar y disolver 31,3 g de fosfato
de monolaurilo en 594 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P3"), se añadieron 375
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de solución TB y solución P2 fue 1,5 expresada como
relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP3-1,5". El catalizador se usó
para la producción de fibra de poliéster de la misma manera que en
el ejemplo de referencia 1, después de lo cual las fibras se
abrieron con una máquina de cardar ordinaria de rodillos y se formó
una hoja continua cardada. Los resultados se indican en la tabla
5.
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Ejemplo de referencia
31
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 29 excepto que se cambiaron la cantidad de solución TP2
preparada y la cantidad de solución TB añadida. Las cantidades
preparadas y añadidas fueron las siguientes.
Después de calentar y disolver 33,0 g de fosfato
de monobutilo en 627 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P4"), se añadieron 340
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de solución TB y solución P4 fue 3,0 expresada como
relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP4-3,0". El catalizador se usó
para la producción de fibra de poliéster de la misma manera que en
el ejemplo de referencia 1, después de lo cual las fibras se
abrieron con una máquina de cardar ordinaria de rodillos y se formó
una hoja continua cardada. Los resultados se indican en la tabla
5.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
17
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 28 excepto que el catalizador de policondensación fue una
solución de 1,3% de trióxido de antimonio en etilenglicol, la
cantidad cargada fue 4,83 partes y después se cargaron, como
estabilizador, 0,121 partes de una solución del 25% de fosfato de
trimetilo en etilenglicol. Los resultados se indican en la tabla
5.
\newpage
Ejemplo comparativo
18
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 28 excepto que, como catalizador de policondensación, se
usó sólo la solución TB preparada en el ejemplo de referencia 7 en
una cantidad de 1,03 partes. El tiempo de la reacción de
policondensación fue 95 minutos. Los resultados se indican en la
tabla 5.
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Ejemplo comparativo
19
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo de
referencia 28 excepto que, como catalizador de policondensación, se
usaron 1,03 partes de la solución TB y 2,3 partes de la solución P2,
cada una añadida por separado al sistema de la reacción de
policondensación durante la producción del poliéster, sin reaccionar
la solución TB y la solución P2. Los resultados se indican en la
tabla 5.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Los mismos gránulos de poli(tereftalato
de etileno) que los del ejemplo de referencia 22 se secaron y usaron
para obtener por un método ordinario fibras cortadas de poliéster
con un tamaño de fibras individuales de 12 dtex, 8 rizos/25 mm y una
relación de rizado del 30%. Los mimos gránulos se usaron también
como componente del alma mientras que el mismo catalizador se usó
para la polimerización de un componente ácido mixto que comprendía
ácido tereftálico y ácido isoftálico en una relación molar de 80/20
y etilenglicol, y el poli(tereftalato de butileno) obtenido
se sometió posteriormente a tratamiento térmico a 38% en peso con
62% en peso de polibutilenglicol (peso molecular 2.000) para obtener
un elastómero de copolímero de bloques de poliéter-éster (elastómero
termoplástico) con una viscosidad límite de 1,0 y un punto de fusión
de 155ºC, que se usó como componente de la envoltura. Las
operaciones de hilado, estirado, cortado, etc. se realizaron a una
proporción de alma/envoltura en la sección transversal de la fibra
de 60/40, obteniéndose una fibra conjugada de poliéster del tipo de
alma/envoltura (proporción de alma/envoltura 60/40; tamaño de las
fibras 6 dtex; 11 rizos/25 mm; relación de rizado 8%).
La fibra cortada de poliéster y la fibra
conjugada termofusionable de poliéster se mezclaron en una
proporción en peso de 70:30 y se pasaron dos veces por una máquina
de cardar de rodillos obteniéndose una hoja continua mixta. La hoja
continua se colocó en una bancada de moldeo a una densidad fija y se
sometió a tratamiento térmico a 180ºC durante 15 minutos usando un
secador de aire caliente en circulación para obtener una estructura
de fibra con una densidad de 0,04 g/cm^{3} y un espesor de 5 cm.
Se evaluaron las propiedades de la estructura de fibra obtenida y
los resultados se indican en la tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo 32
excepto que se usó fosfato de monobutilo en lugar de fosfato de
monolaurilo. También se cambiaron la cantidad añadida y las
condiciones del procedimiento de la manera siguiente.
Después de calentar y disolver 28,3 g de fosfato
de monobutilo en 537 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P2"), se añadieron 435
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de la solución TB y la solución P2 fue 2,0 expresada
como relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP2-2,0". La temperatura de
calentamiento fue 70ºC y el tiempo de reacción fue 1 hora.
Para analizar el precipitado de reacción
obtenido, se filtró una porción de la solución de reacción a través
de un filtro con poros de 5 \mum obteniéndose un producto de
reacción precipitado en forma de un sólido que se lavó con agua y se
secó. La concentración elemental del producto de reacción
precipitado obtenido se analizó de la misma manera antes indicada
obteniéndose como resultado 17,0% de titanio, 21,2% de fósforo y una
relación molar de átomos de fósforo de 1,9 con respecto a átomos de
titanio. El catalizador se usó para la producción de fibra de
poliéster de la misma manera que en el ejemplo de referencia 1,
después de lo cual se realizó la formación de una hoja continua,
tratamiento térmico, etc., para obtener una estructura de fibra. Los
resultados se indican en la tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo 32
excepto que se cambió la cantidad de solución TP1 preparada y la
cantidad de solución TB añadida. Las cantidades preparadas y
añadidas fueron las siguientes.
Después de calentar y disolver 31,3 g de fosfato
de monolaurilo en 594 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P3"), se añadieron 375
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de la solución TB y la solución P3 fue 1,5 expresada
como relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP3-1,5". El catalizador se usó
para la producción de fibra de poliéster de la misma manera que en
el ejemplo de referencia 1, después de lo cual se realizó la
formación de una hoja continua, tratamiento térmico, etc. para
obtener una estructura de fibra. Los resultados se indican en la
tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo 33
excepto que se cambió la cantidad de solución TP2 preparada y la
cantidad de solución TB añadida. Las cantidades preparadas y
añadidas fueron las siguientes.
Después de calentar y disolver 33,0 g de fosfato
de monobutilo en 627 g de etilenglicol (solución denominada
abreviadamente en lo sucesivo "solución P4"), se añadieron 340
g de solución TB y se obtuvo un producto de reacción. La proporción
de mezclado de la solución TB y la solución P4 fue 3,0 expresada
como relación molar de átomos de fósforo con respecto a átomos de
titanio. Esta solución se denominará abreviadamente en lo sucesivo
"catalizador TP4-3,0". El catalizador se usó
para la producción de fibra de poliéster de la misma manera que en
el ejemplo 11, después de lo cual se realizó la formación de una
hoja continua, tratamiento térmico, etc. para obtener una estructura
de fibra. Los resultados se indican en la tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizaron operaciones de hilado, estirado,
cortado, etc. de acuerdo con métodos ordinarios usando gránulos
obtenidos mediante copolimerización por adición de ácido isoftálico
y hexano-1,4-diol con el mismo
catalizador usado para los gránulos de poliéster obtenidos en el
ejemplo 32, obteniéndose fibra conjugada de poliéster del tipo de
alma/envoltura (proporción de alma/envoltura 50/50; tamaño 4,4 dtex;
longitud de las fibras 51 mm). Se siguió el procedimiento del
ejemplo 11 para producir fibra cortada de poliéster, después de lo
cual se realizó la formación de una hoja continua, tratamiento
térmico, etc., para obtener una estructura de fibra. Sin embargo, la
temperatura del tratamiento térmico fue 150ºC. Los resultados se
indican en la tabla 6.
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Ejemplo comparativo
21
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo 32
excepto que, como catalizador de policondensación, se añadieron 4,83
partes de una solución de 1,3% de trióxido de antimonio en
etilenglicol y después se añadieron, como estabilizador, 0,121
partes de una solución del 25% de fosfato de trimetilo en
etilenglicol. Los resultados se indican en la tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
22
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo 32
excepto que, como catalizador de policondensación, se usó sólo la
solución TB preparada en el ejemplo de referencia 1 añadida en una
cantidad de 1,03 partes. El tiempo de la reacción de
policondensación fue 95 minutos. Los resultados se indican en la
tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
23
Se realizó el mismo procedimiento del ejemplo 32
excepto que, como catalizador de policondensación, se usaron 1,03
partes de la solución TB y 2,30 partes de la solución P1, cada una
añadida por separado al sistema de la reacción de policondensación
durante la producción del poliéster, sin reaccionar la solución TB y
la solución P1. Los resultados se indican en la tabla 6.
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\vskip1.000000\baselineskip
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La estructura de fibra de poliéster de la
presente invención tiene un tono de color (valor b* del color)
satisfactorio y calidad excelente y, por lo tanto, cuando la
estructura de fibra de poliéster es una estructura de fibra que
comprende fibra principal hecha de fibra cortada de poliéster y
fibra cortada conjugada termofusionable, es adecuada para fines
tales como ropa de cama, muebles, materiales para automóviles
(materiales amortiguadores, materiales para el techo, materiales
protectores, etc.), ropa, materiales para filtros, materiales de
construcción/ingeniería (materiales aislantes o de insonorización),
materiales para la agricultura, materiales sanitarios (cataplasmas,
pañales, compresas, etc.), etc.
Claims (12)
1. Una estructura de fibra de poliéster que
comprende fibra de poliéster que comprende un polímero de poliéster
como componente principal, caracterizada porque:
la citada estructura de fibra se selecciona de
estructuras de fibras que tienen un espesor de 5-100
mm y una densidad de 0,01 a 0,10 g/cm^{3} y comprende fibra
principal hecha de fibra cortada de poliéster y fibra cortada
conjugada termofusionable, en la que el citado polímero de poliéster
está presente en una o en ambas de las citadas fibra principal y
fibra cortada conjugada termofusionable, y el citado polímero de
poliéster se obtiene por policondensación de un éster dicarboxilato
aromático en presencia de un catalizador,
el citado catalizador comprende por lo menos un
ingrediente seleccionado de una mezcla (1) y un producto de reacción
(2) definidos a continuación,
la mezcla (1) es una mezcla de los siguientes
componentes (A) y (B):
(A) un componente basado en un compuesto de
titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del
grupo que consiste en:
(a) alcóxidos de titanio representados por la
siguiente fórmula general (I):
en la que cada uno de R^{1},
R^{2}, R^{3} y R^{4} representa independientemente una especie
seleccionada de grupos alquilo C_{1-20} y grupos
fenilo, m representa un número entero de 1 a 4 y, cuando m es 2, 3 ó
4, los dos, tres o cuatro grupos R^{2} y R^{3} pueden ser
iguales o diferentes,
y
productos de la reacción de alcóxidos de titanio
de la fórmula general anterior (I) con ácidos carboxílicos
polivalentes de la siguiente fórmula general (II):
en la que n representa un número
entero de 2 a 4, o con sus anhídridos,
y
un componente basado en un compuesto de fósforo
que comprende por lo menos un compuesto representado por la
siguiente fórmula general (III):
en la que cada uno de R^{5},
R^{6} y R^{7} representa independientemente alquilo
C_{1-4} y X representa por lo menos una especie
seleccionada de -CH_{2}- y -CH_{2}(Y)- (en la que Y
representa
fenilo),
la mezcla (1) se usa en una proporción de
mezclado tal que la relación M_{Ti} (%) de milimoles de titanio
elemental en el citado componente basado en un compuesto de titanio
(A) con respecto al número de moles del citado éster dicarboxilato
aromático y la relación M_{P} (%) de milimoles de fósforo
elemental en el componente basado en un compuesto de fósforo (B) con
respecto al número de moles del citado éster dicarboxilato aromático
satisfacen las siguientes expresiones (i) y (ii):
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
y el producto de reacción (2) es el
producto de la reacción de los siguientes componentes (C) y
(D):
(C) un componente basado en un compuesto de
titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del
grupo que consiste en:
(c) alcóxidos de titanio representados por la
siguiente fórmula general (IV):
en la que cada uno de R^{8},
R^{9}, R^{10} y R^{11} representa independientemente alquilo
C_{1-20}, p representa un número entero de 1 a 3
y, cuando p es 2 ó 3, los dos o tres grupos R^{9} y R^{10}
pueden ser iguales o diferentes,
y
(d) productos de la reacción de alcóxidos de
titanio de la fórmula general (IV) anterior con ácidos carboxílicos
aromáticos polivalentes representados por la fórmula general (II)
anterior o con sus anhídridos, y
(D) un componente basado en un compuesto de
fósforo que comprende por lo menos un compuesto de fósforo
representado por la siguiente fórmula general (V):
en la que R^{12} representa
alquilo C_{1-20} o arilo
C_{6-20} y q representa un número entero de 1ó 2,
y
la relación de reacción de componente (D) con
respecto a componente (C) está en el intervalo de 1:1 a 3:1,
expresada como relación de moles de átomos de fósforo en el
componente (D) a moles de átomos de titanio en el componente (C)
(P/Ti), y en la que la estructura de fibra está unida térmicamente
en por lo menos algunos de los puntos de contacto entre las fibras
cortadas conjugadas termofusionables y las fibras principales y/o en
puntos de contacto entre las propias fibras cortadas conjugadas
termofusionables en la citada estructura de fibra.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que el componente (A) de la
citada mezcla de catalizador (1) y el componente (C) del citado
producto de reacción (2) para el catalizador contiene los
respectivos alcóxido de titanio (a) y alcóxido de titanio (c), cada
uno en una relación molar de reacción en el intervalo de 2:1 a 2:5
con respecto al ácido carboxílico aromático polivalente o su
anhídrido.
3. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que el compuesto de fósforo
representado por la fórmula general (V) para el citado producto de
reacción (2) se selecciona de fosfatos de monoalquilo.
4. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que el citado éster
dicarboxilato aromático se produce por transesterificación de un
éster dialquílico de un ácido aromático dicarboxílico y un éster de
alquilenglicol.
5. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que el citado polímero de
poliéster tiene un valor L* de 77-85 y un valor b*
de 2-5, basados en el sistema de color L*a*b* (JIS
28729).
6. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra cortada
conjugada termofusionable comprende un polímero termosoldable y un
polímero termoplástico formador de fibras, con el polímero
termosoldable expuesto sobre las superficies de las fibras.
7. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra cortada
conjugada termofusionable tiene una estructura lado a lado.
8. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra cortada
conjugada termofusionable tiene una estructura de alma/envoltura
concéntricas o excéntricas, en la que el alma concéntrica o
excéntrica se forma del citado polímero termoplástico formador de
fibras y la envoltura concéntrica o excéntrica se forma de un
polímero termosoldable.
\newpage
9. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 6, en la que el citado polímero
termoplástico formador de fibras es el citado polímero de
poliéster.
10. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 6, en la que el citado polímero
termosoldable se selecciona de elastómeros de poliuretanos,
elastómeros de poliésteres, homopolímeros y copolímeros inelásticos
de poliésteres, homopolímeros y copolímeros de poliolefinas y
polímeros de poli(alcohol vinílico).
11. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra principal
comprende el citado polímero de poliéster.
12. Una estructura de fibra de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, que se usa con fines que implican
contacto con alimentos.
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