ES2907617T3 - Poliéster modificado que tiene propiedades antibacterianas y uso del poliéster modificado - Google Patents
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Abstract
Un producto textil que comprende un poliéster que tiene propiedades antibacterianas, que contiene tereftalato de polietileno modificado con la introducción de al menos una poliéter amina.
Description
DESCRIPCIÓN
Poliéster modificado que tiene propiedades antibacterianas y uso del poliéster modificado
Campo técnico
La presente invención se refiere al campo de los polímeros. En particular, los aspectos divulgados en el presente documento se refieren a mejoras en los polímeros para producir hilos, fibras y hebras sintéticos, por ejemplo, para producir artículos tejidos, no tejidos u otros artículos textiles. Otros aspectos se refieren a mejoras en los polímeros para producir artículos para uso médico.
Las realizaciones divulgadas en el presente documento se refieren a mejoras en los poliésteres y, en particular, en el tereftalato de polietileno (en lo sucesivo también PET) y a nuevos usos de estos polímeros.
Antecedentes de la técnica
En la producción de artículos textiles, por ejemplo, para el campo de las prendas, del mobiliario, de la automoción, y también para el campo médico y sanitario, existe una necesidad creciente de conferir propiedades antimicrobianas o antibacterianas a los hilos, hebras o fibras utilizados para producir artículos de fabricación, y a los artículos obtenidos con estos productos semiacabados. La necesidad de conferir propiedades antibacterianas o bacteriostáticas a los productos semiacabados para la fabricación de artículos textiles está vinculada, por una parte, a la salud y a la higiene y, por otra parte, a los efectos colaterales no patológicos, vinculados a la presencia y al crecimiento de microorganismos en los artículos textiles destinados a las prendas o, en cualquier caso, a los usos que requieren el contacto con la piel. Las razones de salud e higiene están relacionadas con la necesidad de reducir la transmisión de patógenos a través de los artículos textiles, por ejemplo, en entornos industriales u hospitalarios. Los efectos colaterales relacionados con la presencia y con el crecimiento de microorganismos, especialmente en las prendas, se deben reconocer en particular en que los microorganismos son responsables de producir mal olor.
Se han realizado numerosos estudios que tienen por objeto la producción de polímeros, en particular la fabricación de artículos textiles fabricados de fibras o hilos sintéticos, con capacidades biocidas. En general, los métodos para conferir capacidades antibacterianas o bacteriostáticas a los polímeros se dividen en tres macrocategorías:
- polímeros biocidas: estos son polímeros que tienen una actividad antibacteriana intrínseca, comúnmente en función del uso de policationes, que están adaptados para destruir los microorganismos actuando sobre su membrana celular;
- biocidas poliméricos: estos son polímeros que tienen una actividad antibacteriana no intrínseca, a los que se conectan funcionalmente las moléculas biocidas. Habitualmente, los biocidas poliméricos son menos eficaces que los polímeros biocidas, debido al impedimento estérico que los caracteriza. Como se sabe, el impedimento estérico se define como el efecto que la distribución espacial de los átomos en la estructura de una molécula puede tener para retrasar o impedir una reacción química. Las moléculas con características biocidas utilizadas en estos casos son complejas, relativamente inestables a las temperaturas, costosas y, en general, difíciles de tratar;
- polímeros de liberación de biocida: estos son polímeros sin capacidad antibacteriana propia, a los que se unen moléculas biocidas, que se liberan con el tiempo. En esencia, se trata de matrices poliméricas cargadas con moléculas biocidas atrapadas con diferentes métodos en la matriz. Estos polímeros tienen muchos inconvenientes, por una parte, en que los biocidas liberados son contaminantes, y por otra parte, en que la carga biocida del polímero se agota con el tiempo y hay que volver a cargarla.
Se puede hallar una amplia visión general sobre los recientes desarrollos de los polímeros antibacterianos en: Madson R.E. Santos et al., "Recent Developments in Antimicrobial Polymers: A review", en Materials, 2016, 9, 599; doi:10.3390/ma9070599 (www.mdpi.com/journal/materials); Xan Xue et al., "Antimicrobial Polymeric Materials with Quaternary Ammonium and Phosphonium Salts", en International Journal of Molecular Sciences, 2015, 16, 3626 3655; doi: 10.3390/ijms16023626 (www.mdpi.com/journals/ijms); Diana Santos Morais et al. "Antimicrobial Approaches for Textiles: From Research to Market", en Materials, 2016, 9, 498; doi:10.3390/ma9060498, (www.mdpi.com/iournal/materials); Felix Siedenbiedel et al., "Antimicrobial Polymers in Solution and Surfaces: Overview and Functional Principles", en Polymers 2012, 4, 46-71; doi:10.3390/ polym4010046 (www.mdpi.com/journal/polymers); Sheila Shahidi et al., "Antibacterial Agents in Textile Industry", en "Antimicrobial Agents", publicado por Varaprasad Bobbarala, ISBN 978-953-51-0723-1, 12 de septiembre de 2012, capítulo 19, páginas 388-406.
La necesidad de utilizar artículos textiles con propiedades antibacterianas en el campo médico y hospitalario surge del hecho de que estos artículos pueden llegar a ser peligrosos vehículos de propagación de microorganismos. Los riesgos derivados de la contaminación bacteriana de los artículos textiles utilizados en el campo médico y hospitalario también se analizan en A. Pinon et al., "Microbiological Contamination of Bed Linen and Staff Uniforms in a Hospital", en Advances in Microbiology, 2013, 3, 515-519, publicado en línea en http://www.scirp.org/journal/aim; http://dx.doi.org/10.4236/aim.2013.37069 y en S. Fijan et al., "Hospital Textiles, Are They a Possible Vehicle for
Healthcare-Associated Infections?", en Int. J. Environ. Res. Public Health 2012, 9, 3330-3343; doi: 10.3390/ijerph9093330, publicado en www.mdpi.com/iournal/iierph.
El documento WO 99/47579 A1 divulga el uso de resinas de tereftalato de polietileno modificado químicamente para la fabricación de fibras con propiedades antibacterianas.
Como se menciona en la bibliografía técnica y científica antes mencionada, en la producción de polímeros con propiedades antibacterianas se encuentran considerables dificultades técnicas y/o inconvenientes durante la conversión en fibra, o durante el uso del producto semiacabado y del tejido obtenible a partir de dicho producto semiacabado. Por otro lado, la bibliografía antes mencionada muestra que hay una necesidad creciente de polímeros con propiedades biocidas, especialmente en el campo de las prendas y en el campo médico.
Por lo tanto, hay una búsqueda continua de soluciones que sean más ventajosas económicamente, más eficaces y menos contaminantes para producir artículos textiles con propiedades antibacterianas.
Además de los usos para la producción de fibras e hilos textiles, y artículos relacionados fabricados con ellos, los materiales poliméricos tienen muchas otras aplicaciones en el campo médico, en las que las propiedades antibacterianas serían útiles. Para una visión general de los usos de los materiales poliméricos en medicina y cirugía, véase V.P. Shastri, "NonDegradable Biocompatible Polymers in Medicine: Past, Present and Future", en Current Pharmaceutical Biotechnology, 2003, 4, 331-337; W. Khan et al. "Implantable Medical Devices", en Focal Controlled Drug Delivery, capítulo 2, de A.J. Domb y W. Khan; Advances in Delivery Science and Technology, DOI 10.1007/978-1-4614-9434-8_2, disponible en http://www.springer.com/gp/book/9781461494331; L.W. McKeen, "Plastics Used in Medical Devices", en "Handbook of Polymer Applications in Medicine and Medical Devices. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-323-22805-3.000037, 2014 publicado por Elsevier Inc. (https://www.elsevier.com/data/assets/pdf_file/0011/91649/Plastics-Used-in-Medical-Devices link.pdf); M.F. Maitz, "Applications of Synthetic Polymers in Clinical Medicine", en Biosurface and Biotribology 1 (2015) 161-176, disponible en línea en www.sciencedirect.com.
Sería beneficioso disponer de polímeros con propiedades antibacterianas para su uso en el campo médico y quirúrgico.
Sumario
Se ha descubierto sorprendentemente que una propiedad antibacteriana puede ser conferida a un poliéster modificando la cadena de tereftalato de polietileno con la introducción de al menos una poliéter amina. El poliéster modificado obtenido mediante la funcionalización con poliéter amina ha mostrado capacidades biocidas, es decir, la capacidad de reducir, con respecto a un tereftalato de polietileno equivalente sin poliéter amina, el crecimiento de colonias bacterianas inoculadas en muestras de polímero.
Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto, la presente invención se refiere a un producto textil que comprende un poliéster que tiene propiedades antibacterianas, que contiene tereftalato de polietileno modificado con la introducción de al menos una poliéter amina. El poliéster modificado es, por lo tanto, un poliéster funcionalizado que contiene una cadena de tereftalato de polietileno que contiene restos de una o más poliéter aminas.
Si bien en las realizaciones ilustradas en el presente documento se utiliza una sola poliéter amina en combinación con tereftalato de polietileno, para funcionalizar este último introduciendo en su cadena restos de poliéter amina, también sería posible utilizar varias poliéter aminas en combinación, por ejemplo también con un número variable de grupos amino (por ejemplo, poliéter diaminas, poliéter monoaminas y poliéter triaminas).
Dentro del ámbito de la presente divulgación y de las reivindicaciones adjuntas, a menos que se especifique de otra manera, las capacidades antibacterianas o las propiedades antibacterianas se entienden genéricamente como la capacidad de reducir o impedir el crecimiento de microorganismos, en particular, bacterias, microbios, hongos y virus. Por lo tanto, la capacidad antibacteriana puede comprender también una capacidad antifúngica o antimicótica. Se conoce el uso de poliéter aminas como moléculas para la funcionalización de polímeros. Los documentos WO2014/057364 y WO2015/001515 describen métodos para producir poliamidas modificadas, que comprenden nailon y una poliéter diamina, a fin de aumentar la tasa legal de humedad, es decir, la capacidad de absorber y retener la humedad. En particular, estas poliamidas modificadas se sugieren para mejorar el tacto de los tejidos y prendas de vestir obtenidos con ellas. Sin embargo, estos documentos se refieren a una familia diferente de polímeros y sugieren el uso de poliéter aminas para otros fines.
La introducción de al menos una poliéter amina en la cadena de tereftalato de polietileno aumenta las propiedades antibacterianas del poliéster, es decir, permite obtener un poliéster modificado que, en comparación con el mismo poliéster sin poliéter amina, tiene una mayor capacidad antibacteriana. La poliéter amina y el tereftalato de polietileno están unidos entre sí con enlaces covalentes en la cadena polimérica del poliéster. De esta manera, las propiedades antibacterianas conferidas por la poliéter amina son estables y duraderas, incluso si el poliéster se somete a
acciones químicas, térmicas o mecánicas, tales como procesos de extrusión, lavado, esterilización o similares, por ejemplo, para producir hilos, filamentos, fibras u otros productos semiacabados, para lavar o esterilizar artículos textiles, tales como tejidos, textiles no tejidos o similares, obtenidos a partir de hilos o fibras de poliéster modificado. Los mecanismos a través de los cuales se obtiene el efecto sorprendente, en el que se basan los diversos aspectos descritos en el presente documento, no están del todo claros. Se presume, pero esto no debe entenderse como una limitación al alcance de la invención, que los grupos amino presentes en la poliéter amina obstruyen el crecimiento de los microorganismos, confiriendo propiedades biostáticas al tereftalato de polietileno modificado.
Preferentemente, la poliéter amina se posiciona principalmente como terminal de cadena en el tereftalato de polietileno, con un amino terminal libre (NH2).
La poliéter amina puede ser una poliéter monoamina.
En realizaciones actualmente preferidas, la poliéter amina comprende más de un grupo amino y, por lo tanto, puede ser una poliéter diamina o una poliéter triamina, a modo de ejemplo.
La poliéter amina puede estar presente en un porcentaje en peso igual a al menos aproximadamente un 1 %, preferentemente igual a al menos aproximadamente un 2 %, más preferentemente igual a al menos aproximadamente un 5 %, con respecto al peso total del poliéster. En las realizaciones descritas en el presente documento, la poliéter amina puede estar presente en una cantidad en peso no superior a aproximadamente un 50 %, preferentemente no superior a aproximadamente un 30 %, más preferentemente no superior a aproximadamente un 25 %, incluso más preferentemente no superior a aproximadamente un 20 %, con respecto al peso total del poliéster. Por ejemplo, el porcentaje en peso de poliéter amina en el poliéster puede estar comprendido entre aproximadamente un 1 % y aproximadamente un 50 %, preferentemente entre aproximadamente un 1 % y aproximadamente un 25 %. En algunas realizaciones, el poliéster comprende un porcentaje de poliéter amina comprendido entre aproximadamente un 1 % y aproximadamente un 20 %, por ejemplo, entre aproximadamente un 2 % y aproximadamente un 20 % o entre aproximadamente un 2,5 % y aproximadamente un 15 %.
En algunas realizaciones, el poliéster puede comprender un porcentaje de tereftalato de polietileno de al menos aproximadamente un 50 % en peso, preferentemente al menos aproximadamente un 60 % en peso, más preferentemente al menos aproximadamente un 70 % en peso, incluso más preferentemente al menos aproximadamente un 80 % en peso, con respecto al peso total del poliéster. En realizaciones descritas en el presente documento, el porcentaje en peso de tereftalato de polietileno no es superior a aproximadamente un 99 %, preferentemente no superior a aproximadamente un 98 % en peso, incluso más preferentemente no superior a aproximadamente un 95 % en peso, con respecto al peso total del poliéster. Por ejemplo, el poliéster puede comprender de aproximadamente un 50 % a aproximadamente un 99 % en peso, preferentemente entre aproximadamente un 75 % y aproximadamente un 99 % en peso, por ejemplo, entre aproximadamente un 80 % y aproximadamente un 99 % en peso, o entre aproximadamente un 80 % y aproximadamente un 98 %, o entre aproximadamente un 85 % y aproximadamente un 97,5 % en peso de tereftalato de polietileno.
En algunas realizaciones, la poliéter amina tiene un peso molecular promedio ponderado (Mw) igual a al menos aproximadamente 500 g/mol, preferentemente igual a al menos aproximadamente 800 g/mol, más preferentemente igual a al menos 1000 g/mol, incluso más preferentemente igual a al menos aproximadamente 1500 g/mol, y preferentemente no superior a aproximadamente 5000 g/mol, más preferentemente no superior a aproximadamente 3000 g/mol, por ejemplo, comprendido entre 1500 y 2800 g/mol.
El poliéster modificado con poliéter amina divulgado en el presente documento puede utilizarse con una ventaja particular para la fabricación de productos textiles. En el presente contexto, los productos textiles se entienden como productos semiacabados y como productos acabados. Los productos semiacabados pueden entenderse como hilos monofilamentos o multifilamentos continuos, fibras cortas o hebras obtenidos por hilado de fibras cortas. Los productos semiacabados también pueden ser prendas de ropa, cintas o tejidos tejidos tubulares, o tejidos tricotados, capas de tejidos no tejidos compuestas por fibras, hilos o filamentos adheridos o no adheridos, por ejemplo, adheridos mecánicamente, térmicamente, químicamente, hidráulicamente o de cualquier otro modo, por ejemplo, mediante una combinación de dos o más de las técnicas de adhesión mencionadas. Los productos semiacabados o los artículos textiles también pueden consistir en productos multicapa, por ejemplo, formados por dos o más capas unidas de fibras o hilos textiles.
El producto textil puede comprender únicamente poliéster que contiene tereftalato de polietileno y al menos una poliéter amina, como se ha descrito anteriormente. En algunas realizaciones, el producto textil puede contener uno o más componentes adicionales además del poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina. En algunas realizaciones ilustrativas, pueden combinarse diferentes polímeros con el poliéster que contiene PET y poliéter amina. Por ejemplo, las realizaciones de la materia objeto descrita en el presente documento pueden comprender hilos o fibras bicomponentes, donde uno de los componentes consiste en poliéster que contiene PET y poliéter amina, y el otro componente puede consistir en un polímero diferente, por ejemplo, una poliamida, o
tereftalato de polietileno sin poliéter amina.
Las fibras o filamentos bicomponentes pueden, por ejemplo, comprender un porcentaje en peso de poliéster, que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, en un porcentaje igual a al menos aproximadamente un 40 % en peso, preferentemente igual a al menos aproximadamente un 50 % en peso, incluso más preferentemente igual a al menos aproximadamente un 60 % en peso del peso total del producto textil.
Los hilos, filamentos, fibras o hebras producidos con poliéster modificado, que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina como se describe en el presente documento, pueden utilizarse tal como están o mezclados con otros hilos, filamentos, fibras o hebras naturales, artificiales o sintéticos, por ejemplo, producidos con otros polímeros, tales como poliéster sin poliéter amina, o poliamida u otros componentes adecuados. En este caso, en el producto textil, el poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina puede estar presente en un porcentaje en peso igual a al menos aproximadamente un 10 %, preferentemente igual a al menos aproximadamente un 50 %, más preferentemente igual a al menos aproximadamente un 60 % o un 70 %. Preferentemente, este porcentaje no es superior a aproximadamente un 95 %, más preferentemente no superior a aproximadamente un 80 % del peso total del producto textil.
De acuerdo con un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un uso del poliéster que tiene propiedades antibacterianas, que contiene tereftalato de polietileno modificado con la introducción de al menos una poliéter amina, para producir un producto o artículo con propiedades antibacterianas.
En particular, en el presente documento se divulga el uso de poliéster que contiene tereftalato de polietileno y al menos una amina de poliéter para producir un artículo textil con propiedades antibacterianas. El artículo textil puede ser escogido entre el grupo que comprende: un tejido no tejido que consiste en fibras adheridas o no adheridas; un tejido tejido; un tejido tricotado; o combinaciones de los mismos.
De acuerdo con un aspecto adicional, en el presente documento se divulga un método para conferir propiedades antibacterianas al poliéster que contiene tereftalato de polietileno, comprendiendo el método la etapa de introducir una poliéter amina en la cadena del tereftalato de polietileno, por ejemplo, en un proceso de polimerización, o posteriormente a un proceso de polimerización, haciendo que el poliéster ya polimerizado y la poliéter amina reaccionen.
De acuerdo con un aspecto adicional, se divulga en el presente documento un método para producir poliéster, en particular poliéster modificado con propiedades antibacterianas, que comprende hacer reaccionar ácido tereftálico, etilenglicol y una poliéter amina a temperaturas y presiones suficientes para provocar la polimerización y la formación de un poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina.
En algunas realizaciones, el método comprende las etapas de:
hacer reaccionar el ácido tereftálico y el etilenglicol con un exceso de etilenglicol para obtener tereftalato de polietileno con grupos carboxilo terminal;
hacer reaccionar los grupos carboxilo terminal con poliéter amina y obtener un poliéster que contenga una cadena de tereftalato de polietileno y poliéter amina.
De acuerdo con otras realizaciones, el método proporciona la modificación del poliéster ya polimerizado, con el fin de introducir al menos una poliéter amina en la cadena de tereftalato de polietileno. El método puede comprender la etapa de hacer reaccionar el tereftalato de polietileno con una poliéter amina y obtener un poliéster que tenga propiedades antibacterianas y que contenga tereftalato de polietileno y poliéter amina. El método puede, por ejemplo, realizarse en una extrusora para producir un hilo monofilamento o multifilamento continuo, fabricado de tereftalato de polietileno modificado con poliéter amina, que tiene capacidades antibacterianas mejoradas, a partir de poliéster que contenga tereftalato de polietileno, por ejemplo en forma de virutas, gránulos o similares, al que se añade, directamente en la extrusora o en un recipiente separado de la extrusora y por ejemplo en conexión fluida con el mismo, una cantidad adecuada de al menos un poliéter amina. El poliéster reacciona con la poliéter amina y el poliéster así modificado se extruye para formar un artículo semiacabado, por ejemplo, un hilo, para aplicaciones textiles y similares.
En otras realizaciones, el poliéster modificado así obtenido puede volverse a transformar en un producto semiacabado en forma de virutas, gránulos o similares, para posteriores operaciones de transformación. En otras palabras, cuando la reacción de funcionalización del poliéster con la poliéter amina tiene lugar partiendo del poliéster ya polimerizado, en lugar de a partir de los monómeros de partida, el poliéster modificado puede utilizarse para producir un producto semiacabado en cualquier forma física, que puede destinarse a procesos posteriores, incluyendo las etapas adicionales de fusión y extrusión. La estabilidad del enlace químico covalente entre la poliéter amina y el tereftalato de polietileno garantiza el mantenimiento de las propiedades antibacterianas obtenidas al introducir la poliéter amina en la cadena de tereftalato de polietileno, incluso cuando el polímero se somete a ciclos térmicos posteriores y operaciones de procesamiento mecánico.
Para facilitar la reacción entre el tereftalato de polietileno ya polimerizado y la poliéter amina, en algunas realizaciones, el método puede comprender la etapa de añadir un injertador o un extensor de cadena. El método puede comprender las etapas de hacer reaccionar el injertador o el extensor de cadena con el tereftalato de polietileno para obtener un tereftalato de polietileno funcionalizado; y de hacer reaccionar el tereftalato de polietileno funcionalizado con poliéter amina.
De acuerdo con un aspecto adicional, la invención se refiere al uso de una fibra o hilo de poliéster, que contiene tereftalato de polietileno y al menos una poliéter amina, para producir un artículo textil con propiedades antibacterianas, por ejemplo, una prenda de vestir, una sábana, una manta, una cortina, una gasa o un producto sanitario o quirúrgico.
Las propiedades antibacterianas obtenidas modificando el tereftalato de polietileno con la poliéter amina hacen que el poliéster así modificado sea particularmente adecuado en todas las aplicaciones en las que una propiedad antibacteriana es deseable o beneficiosa, por ejemplo, en el campo médico-quirúrgico, pero también en el sector de las prendas, donde la disminución de la carga bacteriana reduce la producción de malos olores derivados de la transpiración.
También se divulga en el presente documento un método para producir un artículo textil que comprende la etapa de convertir un producto semiacabado en forma de fibra o hilo textil en una estructura textil, tal como un tejido no tejido, un tejido tejido o un tejido tricotado, que comprende una o más capas, en el que el producto semiacabado comprende tereftalato de polietileno y una poliéter amina, para aumentar las propiedades antibacterianas de la estructura textil.
En algunas realizaciones, la poliéter amina tiene al menos dos grupos amino (NH2), uno de los cuales se utiliza para reaccionar con el tereftalato de polietileno y forma un enlace covalente con la cadena del poliéster, y el otro permanece disponible en la cadena polimérica resultante.
Las características y las realizaciones se divulgan en el presente documento a continuación y se exponen además en las reivindicaciones adjuntas, que forman parte integral de la presente descripción. La breve descripción anterior expone características de las diversas realizaciones de la presente invención para que la descripción detallada que sigue pueda ser mejor comprendida y para que las presentes contribuciones a la técnica puedan ser mejor apreciadas. Hay, por supuesto, otras características de la invención que se describirán más adelante y que se expondrán en las reivindicaciones adjuntas. En este sentido, antes de explicar varias realizaciones de la invención en detalle, se entiende que las diversas realizaciones de la invención no están limitadas en su aplicación a los detalles de construcción y a las disposiciones de los componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrados en los dibujos. La invención tiene capacidad para otras realizaciones y se puede poner en práctica o llevarse a cabo de diversas maneras. Asimismo, debe entenderse que la fraseología y la terminología empleadas en el presente documento son a efectos descriptivos, y no deben considerarse como limitativas.
De este modo, los expertos en la materia apreciarán que la concepción, en la que se basa la divulgación, puede utilizarse fácilmente como base para diseñar otras estructuras, métodos y/o sistemas para llevar a cabo los diversos fines de la presente invención. Es importante, por lo tanto, que se considere que las reivindicaciones incluyen tales construcciones equivalentes en la medida en que no se aparten del espíritu y del alcance de la presente invención. El uso de poliéster modificado con poliéter aminas como se describe en el presente documento permite obtener propiedades antibacterianas en hilos y fibras textiles, u otros productos semiacabados o acabados, por medio de un proceso que es fácilmente implementable a escala industrial. En realidad, en particular, las condiciones del proceso para introducir la poliéter amina en la cadena de tereftalato de polietileno no han cambiado mucho con respecto a las utilizadas para producir un tereftalato de polietileno convencional normal, es decir, sin poliéter amina. Por otro lado, este enfoque tiene la indudable ventaja de ser menos costoso con respecto a otros procesos industriales actualmente conocidos, que tienen por objeto obtener efectos similares en términos de aumento de las propiedades antibacterianas.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá ahora con referencia a una serie de ejemplos de realizaciones y de resultados alcanzables con los mismos, ilustrados en los dibujos adjuntos, en los que la Fig. 1 muestra la capacidad antibacteriana de un tejido obtenido utilizando hilos de PET convencionales e hilos fabricados de PET que contienen poliéter diamina, es decir, funcionalizado con una poliéter amina, de acuerdo con la presente divulgación.
Descripción detallada de las realizaciones
La siguiente descripción detallada de las realizaciones dadas a modo de ejemplo se refiere a los dibujos adjuntos. Los mismos números de referencia en diferentes dibujos identifican elementos idénticos o similares. Por otro lado, los dibujos no están necesariamente a escala. La siguiente descripción detallada no limita la invención. En su lugar, el alcance de la invención se define por las reivindicaciones adjuntas.
La referencia en la descripción a "una realización" o "la realización" o "algunas realizaciones" significa que una característica, estructura o elemento particular descrito con respecto a una realización se incluye en al menos una realización del objeto descrito. Por lo tanto, la expresión "en una realización" o "en la realización" o "en algunas realizaciones" en varios puntos de la descripción no se refiere necesariamente a la(s) misma(s) realización(es). Adicionalmente, las características, estructuras o elementos particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada en una o más realizaciones.
Las relaciones, concentraciones, cantidades y otros datos numéricos ilustrados y mencionados en la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas pueden expresarse en forma de intervalos. Debe entenderse que esta forma de expresión se utiliza por comodidad y brevedad. No debe entenderse en el sentido de que un intervalo comprende solo los datos numéricos indicados explícitamente como límites del intervalo. En cambio, un intervalo de valores debe entenderse como extenso y flexible, en el sentido de que comprende todos los valores numéricos contenidos individualmente en el intervalo, y todos los subintervalos, delimitados por dos valores numéricos cualesquiera contenidos en el intervalo. Por lo tanto, en general, la expresión "un intervalo de aproximadamente A a aproximadamente B" divulga no solo el intervalo definido por los extremos A y B, sino también cualquier subintervalo de "aproximadamente X a aproximadamente Y", donde X e Y son valores entre A y B.
Cuando un contenido de una sustancia A en un conjunto B de sustancias se define con una serie de porcentajes de valores máximos y una serie de porcentajes de valores mínimos, debe entenderse que la sustancia A puede estar contenida en el conjunto B con una cantidad en una pluralidad de intervalos definidos cada uno por un par de uno cualquiera de los valores mínimos y uno cualquiera de los valores máximos. Por ejemplo, la definición "que contiene al menos un % x, preferentemente al menos % (x-n), y no más de % y, preferentemente no más de % (y-m)", comprende los intervalos [x; y], [x; (y-m)], [(x-n); y], [(x-n); (y-m)]. Cada uno de estos intervalos comprende también cada subintervalo definido entre sus límites máximo y mínimo.
El término "aproximadamente" puede comprender el redondeo a cifras significativas de los valores numéricos.
El término "aproximadamente", como se utiliza en el presente documento, cuando se refiere a un valor numérico o a un intervalo de valores numéricos, permite un grado de variabilidad del valor o del intervalo numérico, por ejemplo, dentro del 10 %, o dentro del 5 % del valor numérico indicado o del límite indicado de un intervalo.
De acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento, para obtener un polímero a base de poliéster, que contiene tereftalato de polietileno (PET) que tiene una capacidad antibacteriana mejorada, se utiliza poliéter amina unida a uno o más monómeros de tereftalato de polietileno en la cadena de poliéster.
El poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina puede obtenerse a partir de monómeros (ácido tereftálico y etilenglicol) para producir tereftalato de polietileno, con una reacción de polimerización por lotes o continua, durante la cual se añade al menos una poliéter amina.
A continuación se indicarán ejemplos de poliéter aminas, y en particular de poliéter diaminas y poliéter triaminas que pueden utilizarse en los métodos y en los productos descritos en el presente documento.
En algunas realizaciones, el método proporciona la reacción del ácido tereftálico y del etilenglicol con un exceso de etilenglicol para obtener tereftalato de polietileno con grupos carboxilo terminal, de acuerdo con la reacción:
La reacción se lleva a cabo a presiones comprendidas entre aproximadamente 150 °C y aproximadamente 200 °C y a una presión de aproximadamente 4 bar con catalizador ácido. El PET así obtenido se hace reaccionar con una poliéter diamina obteniendo tereftalato de polietileno modificado con grupos terminales NH2 , de acuerdo con la reacción
donde H2N-R-NH2 es una poliéter diamina genérica, cuyos ejemplos se dan más adelante en la presente descripción. La reacción puede tener lugar a temperaturas comprendidas entre aproximadamente 120 °C y aproximadamente 140 °C durante 24 horas a presión atmosférica.
El tereftalato de polietileno modificado así obtenido puede presentarse en gránulos, virutas u otra forma adecuada y puede utilizarse en procesos de producción posteriores, por ejemplo, para moldeo, inyección, comoldeo, extrusión, soplado, etc.
En particular, el poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina así obtenido puede fundirse y extruirse para obtener hilos monofilamentos o multifilamentos, como productos semiacabados para la posterior producción de artículos textiles. Los filamentos continuos pueden cortarse en fibras, que luego pueden utilizarse para producir tejidos no tejidos, o pueden hilarse para obtener hebras continuas.
En otras realizaciones, el poliéster modificado puede producirse a partir de tereftalato de polietileno ya polimerizado, por ejemplo en forma de virutas, gránulos o similares, provocando una reacción de funcionalización, mediante la cual las moléculas de poliéter amina reaccionan con los grupos terminales de las moléculas de tereftalato de polietileno, o con dos monómeros consecutivos de las moléculas de PET. La siguiente reacción puede tener lugar entre un grupo terminal de la cadena del tereftalato de polietileno y una poliéter diamina genérica H2N-R-NH2 obteniendo el poliéster modificado con formación de etanol:
Cuando la molécula de poliéter amina reacciona con dos monómeros de tereftalato de polietileno dentro de la cadena, viceversa, se obtendrá la siguiente reacción:
(poliéterdiamina)
Para facilitar la formación de cadenas poliméricas que contengan tereftalato de polietileno modificado con la adición de moléculas de poliéter amina partiendo de tereftalato de polietileno ya polimerizado, pueden utilizarse extensores de cadena o injertadores para facilitar la formación de enlaces entre la molécula de poliéter amina y los monómeros del tereftalato de polietileno. En algunas realizaciones, una secuencia de formaldehído y ácido bromoacético puede utilizarse como extensor de cadena. En una primera etapa, el tereftalato de polietileno previamente polimerizado reacciona con el extensor de cadena para formar un tereftalato de polietileno funcionalizado con un grupo carboxilo, de acuerdo con las reacciones
La primera reacción puede llevarse a cabo a aproximadamente 30 °C durante aproximadamente 4 horas en ácido acético 1 M, mientras que la segunda a aproximadamente 30 °C en hidróxido de sodio 2 M durante 18 h.
Las moléculas así obtenidas pueden reaccionar con los respectivos grupos terminales COOH a través de una reacción de amidación con la poliéter amina dando lugar al poliéster que contiene poliéter amina de acuerdo con la siguiente reacción:
donde H2N-R-NH2 representa de nuevo una poliéter diamina genérica, cuyos ejemplos se darán más adelante y donde m representa el número de monómeros de PET, de una molécula que contiene n monómeros de PET, que reaccionaron con la poliéter amina. La reacción puede llevarse a cabo a aproximadamente 120-140 °C durante 24 horas a presión atmosférica. El valor
El parámetro n puede estar comprendido entre aproximadamente 10 y aproximadamente 1000. El parámetro m puede estar comprendido entre 1 y 100.
La reacción anterior puede tener lugar en un proceso por lotes.
En otras realizaciones, el tereftalato de polietileno puede ser funcionalizado con poliéter amina en un proceso continuo, en el que el tereftalato de polietileno se hace reaccionar con poliéter amina, con o sin injertadores o extensores de cadena, de acuerdo con la reacción descrita anteriormente, en condiciones de temperatura y presión adecuadas para obtener la reacción de funcionalización en tiempos cortos, compatibles con el tiempo de permanencia de los reactivos en un volumen de alimentación continua.
Por ejemplo, el poliéster y la poliéter amina pueden alimentarse en una extrusora, ambos en la misma posición o en posiciones diferentes a lo largo de la extensión longitudinal de la extrusora, es decir, a lo largo de la extensión del tornillo sinfín u otro sistema de alimentación del material a lo largo de la extrusora. Por ejemplo, el tereftalato de polietileno puede alimentarse en una posición corriente arriba en un recipiente con extensión longitudinal que contiene un tornillo sinfín de alimentación de uno o dos husillos. La poliéter amina puede introducirse corriente abajo del punto alimentado del tereftalato de polietileno, con respecto a la dirección de alimentación del tornillo sinfín, de esta forma entra en contacto con el tereftalato de polietileno previamente fundido en una sección corriente arriba del recorrido definido por el tornillo sinfín de alimentación. Corriente abajo del punto alimentado de la poliéter amina, esta última reacciona con el tereftalato de polietileno obteniendo así el poliéster funcionalizado con poliéter amina, que a continuación se extruye en línea.
Si la reacción tiene lugar con el uso de uno o más facilitadores de la reacción, por ejemplo, injertadores o extensores de cadena como se ha descrito anteriormente, éstos pueden introducirse junto con el tereftalato de polietileno, o posteriormente, por ejemplo, entre el punto alimentado del tereftalato de polietileno y el punto alimentado de la poliéter amina, o junto con la poliéter amina o corriente abajo del punto alimentado de la poliéter amina.
La masa fundida de tereftalato de polietileno que ha reaccionado o está reaccionando con la poliéter amina puede ser extruida para producir hilos o filamentos, u otros productos semiacabados de longitud indefinida.
En algunas realizaciones, con la funcionalización durante la extrusión, el polietileno y la poliéter amina pueden hacerse reaccionar en la extrusora con un tiempo de permanencia de 200-800 segundos, por ejemplo, comprendido entre aproximadamente 300 y aproximadamente 700 segundos, preferentemente entre aproximadamente 450 y aproximadamente 600 segundos, normalmente aproximadamente 550 segundos. El tiempo de permanencia puede estar comprendido entre aproximadamente 250 °C y aproximadamente 350 °C, preferentemente entre aproximadamente 270 °C y aproximadamente 310 °C, por ejemplo, en particular aproximadamente 290 °C. La presión en la extrusora puede estar comprendida, a modo de ejemplo, entre aproximadamente 100 bar y aproximadamente 300 bar, preferentemente entre aproximadamente 100 bar y aproximadamente 250 bar. La masa polimérica de tereftalato de polietileno funcionalizado con poliéter amina puede extruirse con un caudal total comprendido entre 10 y 20 kg/h, preferentemente entre 12 y 18 kg/h, por ejemplo, aproximadamente 15 kg/h. A continuación se describen realizaciones ilustrativas definidas por parámetros específicos del hilo monofilamento o multifilamento.
El tereftalato de polietileno de partida puede tener un peso molecular promedio ponderado (Mw) comprendido entre aproximadamente 10.000 y aproximadamente 40.000 y en algunas realizaciones una viscosidad relativa (método: ácido dicloroacético en solución al 1 %) que puede estar comprendida entre aproximadamente 0,4 y 1,0 dl/g. En algunas realizaciones, el PET puede contener porcentajes en peso de TiO2 de hasta el 2 %, preferentemente hasta un 1,5 %. Los ejemplos de tereftalato de polietileno útiles para producir poliéster modificado como se describe en el presente documento, particularmente para uso textil, son: el poliéster rT20 fabricado y comercializado por INVISTA Resins & Fibers GmbH & Co KG, Alemania; SM-01/D535, comercializado por Novapet, España.
En otras realizaciones pueden utilizarse poliéter monoaminas o poliéter triaminas en lugar de poliéter diaminas como se indica a modo de ejemplo en las reacciones anteriores.
Los procesos de funcionalización en los que el tereftalato de polietileno reacciona directamente, con o sin injertadores o extensores de cadena, con la poliéter amina pueden ser de especial interés cuando el poliéster funcionalizado con poliéter amina tiene por objeto la producción de hilos continuos, por ejemplo, para uso textil. De hecho, en este caso es posible utilizar tereftalato de polietileno en virutas y poliéter amina como materiales de partida en un proceso de extrusión e hilado, donde los dos componentes (PET y poliéter amina) se ponen en contacto mutuo, por ejemplo en la extrusora, o en una cámara presurizada acoplada fluidamente a la extrusora, en cuya salida se coloca la hilera, desde donde se suministra el hilo continuo.
En otras realizaciones, el polímero modificado obtenido mediante la reacción de PET y poliéter amina puede convertirse de nuevo en virutas, gránulos o en otras formas, distintas del hilo, a utilizar posteriormente en cualquier proceso de transformación, por ejemplo, moldeo o extrusión.
A continuación se proporcionarán algunos detalles de posibles poliéter aminas que pueden utilizarse en los procesos de producción del poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, utilizando uno cualquiera de los métodos descritos anteriormente.
Si bien en la presente descripción se hace referencia específica a ejemplos en los que se utiliza una única poliéter amina, es decir, un solo tipo de molécula de poliéter amina, debe entenderse que en algunas realizaciones también puede incorporarse a la cadena del tereftalato de polietileno más de una poliéter amina con fórmulas diferentes. En algunas realizaciones, la poliéter amina puede ser una poliéter monoamina con fórmula general:
donde R = H para óxido de etileno y R = CH3 para óxido de propileno, y en donde x e y varían de acuerdo con el número de óxidos de propileno y de óxidos de etileno presentes en la cadena. Están disponibles poliéter monoaminas de fórmula (1), por ejemplo, en Huntsman Corporation, Estados Unidos, con el nombre comercial de la serie Jeffamine® M.
En realizaciones preferidas, la poliéter amina tiene más de un grupo NH2 libre, de modo que en la reacción con el tereftalato de polietileno uno de los grupos NH2 forma un enlace covalente con la cadena del tereftalato de polietileno mientras que los grupos NH2 restantes permanecen disponibles.
En algunas realizaciones, la poliéter amina es una poliéter diamina, de fórmula
donde x, y y z pueden variar de acuerdo con el número de óxidos de etileno y de óxidos de propileno presentes en la cadena.
Están disponibles poliéter diaminas de fórmula (2), por ejemplo, en Huntsman Corporation, Estados Unidos, con el nombre comercial de la serie Jeffamine® ED y de la serie Elastamine® RE.
En realizaciones preferidas, la poliéter diamina tiene un peso molecular promedio ponderado (Mw) igual a al menos aproximadamente 500 g/mol, preferentemente igual a al menos aproximadamente 800 g/mol, más preferentemente igual a al menos aproximadamente 1000 g/mol, incluso más preferentemente igual a al menos aproximadamente 1500 g/mol, y preferentemente no superior a aproximadamente 5000 g/mol, más preferentemente no superior a aproximadamente 3000 g/mol, por ejemplo, comprendido entre aproximadamente 1500 y aproximadamente 2500 g/mol.
Una realización proporciona el uso de Elastamine@ RE-2000 (Huntsman) o Jeffamine® ED2003, ambos de fórmula (1) en donde:
y es igual a aproximadamente 39 y
(x+z) es igual a aproximadamente 6,
y teniendo un peso molecular promedio ponderado (Mw) de aproximadamente 2000 g/mol.
En otras realizaciones puede utilizarse poliéter diamina de fórmula (2) con las siguientes características:
y = 12,5; (x+z) = 6, peso molecular promedio en peso Mw = 900 g/mol y = 9; (x+z) = 3,6, peso molecular promedio en peso Mw = 600 g/mol Preferentemente, la poliéter diamina tiene un AHEW (peso equivalente de hidrógeno de amina) no superior al 10 % con respecto al AHEW idealizado. El término (AHEW) se define como el peso molecular promedio ponderado de la poliéter amina dividido por el número de hidrógenos de amina activos por molécula. Por ejemplo, una poliéter amina idealizada, que tiene un peso molecular promedio ponderado de 2000 g/mol y en la que todos los extremos del poliéter son extremos de amina, contribuyendo así con 4 hidrógenos de amina activos por molécula, tendría un AHEW de 500 g por equivalente. Si el 10 % de los extremos son hidroxilo en lugar de amina, solo habrá 3,6 hidrógenos de amina activos por molécula y la poliéter amina tendrá un AHEW de 556 g por equivalente.
El número de hidrógenos de amina activos por molécula, y por tanto el AHEW de una determinada poliéter amina, puede calcularse de acuerdo con la técnica anterior y las técnicas convencionales, por ejemplo, calculando el contenido de nitrógeno de los grupos amina mediante el procedimiento definido por la norma ISO 9702.
En realizaciones particularmente ventajosas, la poliéter amina es una poliéter diamina, preferentemente con un peso molecular promedio ponderado igual a o superior a 1500 g/mol y un AHEW que no supera en más de un 10 % el AHEW idealizado para esta poliéter amina.
En las realizaciones descritas en el presente documento, la poliéter diamina tiene una fórmula general (2) y una composición de la cadena con prevalencia de grupos PEG (polietilenglicol) con respecto a los grupos PPG (polipropilenglicol), es decir, con y >(x+z).
En otras realizaciones, la poliéter diamina puede tener una cadena que contenga grupos polietilenglicol (PEG) y grupos polipropilenglicol (PPG) con predominio de los grupos PPG. Las poliéter diaminas de este tipo están disponibles en Huntsman Corporation, con el nombre comercial de la serie Elastamine@ RP.
En otras realizaciones más, la poliéter diamina puede tener una estructura base de polipropilenglicol y poli(tetrametilenéterglicol) (PTMEG). Los ejemplos de poliéter diaminas de este tipo son las poliéter diaminas comercializadas por Huntsman Corporation con el nombre comercial de la serie Elastamine@ RT.
Aunque actualmente se prefieren las poliéter diaminas de la serie RE con peso molecular promedio ponderado igual a o superior a aproximadamente 1500 g/mol e igual a o inferior a aproximadamente 2500 g/mol, en particular para aplicaciones a poliésteres para la producción de fibras e hilos, también sería posible utilizar poliéter diaminas con un peso molecular promedio ponderado superior, por ejemplo, hasta grupos de 5000 g/mol, tales como Elastamine@ RP3-5000 (Huntsman). En otras realizaciones, la poliéter diamina puede tener pesos moleculares promedios ponderados (Mw) inferiores a 1500 g/mol, por ejemplo, no superior a 1000 g/mol, o no superior a 800 g/mol.
En otras realizaciones, la poliéter diamina tiene una cadena compuesta por grupos polipropilenglicol PPG, de fórmula general
Los ejemplos de poliéter diaminas de este tipo son poliéter diaminas de la serie Jeffamine® D producidas y comercializadas por Huntsman Corporation, con un peso molecular promedio ponderado (Mw) variable de aproximadamente 230 g/mol a aproximadamente 4000 g/mol y en el que x puede variar de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 68.
En otras realizaciones adicionales más, pueden utilizarse poliéter aminas con un número de grupos amino (NH2 ) superior a dos. Por ejemplo, la poliéter amina puede ser una poliéter triamina de fórmula general
en la que (x+y+z) puede estar comprendida entre 5 y 6 y el peso molecular promedio ponderado Mw puede ser igual a aproximadamente 440 g/mol. En otras realizaciones, la poliéter triamina puede tener la fórmula general
con x+y+z comprendidos entre aproximadamente 50 y aproximadamente 85 para pesos moleculares promedios (Mw) que aumentan de aproximadamente 3000 g/mol a aproximadamente 5000 g/mol. Las poliéter triaminas de este
tipo son, la serie Jeffamine® T producida y comercializada por Huntsman Corporation, Estados Unidos, a modo de ejemplo.
En algunas realizaciones, la cantidad de poliéter amina en el poliéster puede estar comprendida entre aproximadamente un 1 % y aproximadamente un 50 % en peso, por ejemplo, entre aproximadamente un 2 % y aproximadamente un 30 %, preferentemente entre aproximadamente un 2 % y aproximadamente un 25 % en peso, por ejemplo, entre aproximadamente un 2,5 % y aproximadamente un 20 % en peso o entre aproximadamente un 5 % y aproximadamente un 20 % en peso, con respecto al peso total del poliéster.
En algunas realizaciones, el poliéster comprende una cantidad de tereftalato de polietileno de al menos aproximadamente un 50 %, preferentemente al menos aproximadamente un 60 %, más preferentemente al menos aproximadamente un 70 %, incluso más preferentemente al menos aproximadamente un 80 %, por ejemplo, al menos aproximadamente un 85 % en peso con respecto al peso total del poliéster. En unas realizaciones, el porcentaje de tereftalato de polietileno no es superior a aproximadamente un 99 %, preferentemente no superior a aproximadamente un 98 %, por ejemplo, no superior a aproximadamente un 95 %, o no superior a aproximadamente un 90 %, o a aproximadamente un 85 % en peso con respecto al peso total del poliéster.
Si el poliéster modificado que contiene poliéter amina se utiliza en una mezcla o en combinación con otros polímeros, por ejemplo, en el caso de fibras bicomponentes, o en el caso de mezclas con fibras, hilos o filamentos fabricados de otros polímeros, los porcentajes de tereftalato de polietileno y de poliéter amina indicados anteriormente se refieren al peso total del poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, excluyendo el peso de cualquier segundo o polímero adicional en la mezcla.
El poliéster utilizable puede tener una masa molar, por ejemplo, comprendida entre aproximadamente 1.000 y aproximadamente 1.000.0000 g/mol. En algunas realizaciones, el poliéster tiene una masa molar entre aproximadamente 2.000 y aproximadamente 1.000.000 g/mol.
El poliéster descrito en el presente documento puede utilizarse ventajosamente para producir productos semiacabados para la industria textil, en forma de hilo continuo o de fibra corta. El hilo puede ser monofilamento o multifilamento.
El hilo puede obtenerse por extrusión y la fibra corta puede obtenerse cortando el hilo continuo extruido. El hilo obtenido por extrusión del polímero de acuerdo con el método descrito en el presente documento puede ser un hilo textil multifilamento del tipo LOY (Low Orientation Yarn, hebra de baja orientación), POY (Partially Oriented Yarn, hebra parcialmente orientada), o FDY (Fully Drawn Yarn, hebra completamente estirada).
Si el hilo se corta en fibras, las fibras pueden, por ejemplo, tener una longitud comprendida entre aproximadamente 2 y aproximadamente 200 mm, preferentemente entre aproximadamente 10 y aproximadamente 100 mm. Las fibras cortas pueden convertirse en hebras continuas mediante procesos de hilatura conocidos.
De acuerdo con otro aspecto, las fibras cortas pueden utilizarse para producir tejidos no tejidos, formando capas de fibras sometidas posteriormente a procesos de unión mecánica, hidráulica, química o térmica, o combinaciones de los mismos.
Los hilos o hebras pueden utilizarse en procesos de tejido, procesos de tricotado o para otros usos.
Los hilos producidos con el proceso descrito en el presente documento pueden ser procesados posteriormente para modificar sus características físicas y mecánicas. En algunas realizaciones, los hilos pueden combinarse con otros hilos para obtener artículos compuestos. En algunas realizaciones, los hilos obtenidos de la hilera pueden ser texturizados, o taslanizados, estirados, combinados con hilos elastoméricos, por ejemplo, a través de un inyector de entrelazado o de recubrimiento, u otro dispositivo adecuado.
El hilo o la fibra puede ser monocomponente. En este caso, el filamento o los filamentos de los que está formado consisten en un único material.
En otras realizaciones, el hilo puede ser multicomponente, por ejemplo bicomponente. Uno, algún o cada filamento que forman el hilo comprende, en este caso, dos partes formadas por dos polímeros diferentes. En algunas realizaciones, el filamento comprende un núcleo interior y un recubrimiento exterior (fibra bicomponente "núcleoenvuelta") producidos en polímeros diferentes. De acuerdo con posibles realizaciones, la parte exterior, o envuelta, que rodea el núcleo interno puede estar fabricada de poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, mientras que el núcleo puede estar fabricado de un polímero diferente.
En algunas realizaciones, la fibra bicomponente puede tener un segundo componente que consiste en o comprende poliamida, polipropileno o poliuretano termoplástico, o poliéster, por ejemplo, tereftalato de polietileno o tereftalato de polibutileno, sin poliéter amina.
En otras realizaciones, los dos componentes que forman cada filamento pueden estar uno al lado del otro (fibra bicomponente "lado a lado"), en lugar de estar insertados uno dentro del otro.
Los cabezales de extrusión para producir hilos multicomponente, en particular bicomponente, son conocidos y pueden utilizarse ventajosamente en el contexto de los métodos descritos en el presente documento.
En algunas realizaciones, pueden producirse hilos bicomponente en los que del 10 % al 95 % en peso, preferentemente del 50 % al 80 % en peso, del polímero del que están compuestos es un poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, mientras que la parte restante consiste en poliamida, poliéster no modificado, es decir, sin poliéter amina, o un polímero de otra clase, por ejemplo, polipropileno.
De acuerdo con el uso al que se destine, el hilo puede tener un número de filamentos comprendido entre 1 (monofilamento) y 10.000. En algunas realizaciones, el hilo puede tener un recuento comprendido entre aproximadamente 5 y aproximadamente 6000 dtex, preferentemente entre aproximadamente 5 y aproximadamente 5000 dtex, por ejemplo, entre aproximadamente 5 y aproximadamente 3000 dtex.
En algunas realizaciones, el hilo se extruye con un número de filamentos comprendido entre 1 y 300, por ejemplo, entre 5 y 200.
En realizaciones ventajosas, el hilo puede tener un valor DPF (dtex por filamento) comprendido entre 0,3 y 20, por ejemplo, entre 0,4 y 20.
En algunas realizaciones, en particular, por ejemplo, para su uso en la producción de prendas de vestir, el hilo puede tener un número de filamentos comprendido entre 1 (monofilamento) y aproximadamente 100, preferentemente entre aproximadamente 30 y aproximadamente 80, en algunas realizaciones entre aproximadamente 40 y aproximadamente 75, y un recuento comprendido entre aproximadamente 7 y aproximadamente 140 dtex, preferentemente entre aproximadamente 40 y aproximadamente 120 dtex, por ejemplo, entre aproximadamente 50 y aproximadamente 100 dtex, en algunas realizaciones aproximadamente 90 dtex.
En algunas realizaciones, el polímero se extruye a una velocidad de extrusión entre 20 y 80 cm/s. Los filamentos que salen de la hilera pueden ser ventajosamente enfriados de una manera conocida, por ejemplo, en un flujo de aire. En esta etapa, los filamentos individuales se enfrían con un flujo lateral de aire y se hacen converger hacia y a través de un engrasador para ser así combinados para formar un hilo multifilamento. Corriente abajo, el hilo puede ser alimentado alrededor de uno o más rodillos de estiramiento y/o relajación y/o estabilización, motorizados y controlados a velocidades periféricas que pueden diferir entre sí para dar al hilo el grado de estiramiento y/u orientación requerido y deseado.
El hilo puede ser sometido a un estiramiento y/o texturización, con porcentajes de alargamiento comprendidos entre aproximadamente un 15 % y aproximadamente un 200 %. En algunas realizaciones, el hilo se somete a un alargamiento comprendido entre un 20 % y un 150 %.
Por último, el hilo se enrolla para formar una bobina o paquete. La velocidad de bobinado puede estar comprendida entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 5500 m/min, preferentemente entre aproximadamente 2000 y aproximadamente 3500 m/min, por ejemplo, entre aproximadamente 2500 y aproximadamente 3000 m/min, en algunas realizaciones aproximadamente 2800 m/min.
Ensayo de las propiedades antibacterianas
Se llevaron a cabo pruebas comparativas sobre la capacidad antibacteriana del poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, como se describe a continuación.
Se produjeron las siguientes: muestras de tejido tricotado en una máquina circular con hilo multifilamento fabricadas de tereftalato de polietileno utilizando virutas de poliéster RT20 (Invista Resins & Fibers GmbH & Co KG, Alemania) con un recuento de 50 dtex y 52 filamentos, 70 dtex y 60 filamentos, 90 dtex y 92 filamentos, y muestras de tejido tricotado en una máquina circular con hilo multifilamento con los mismos recuentos y número de filamentos indicados anteriormente, fabricadas de poliéster que contiene tereftalato de polietileno (RT20, Invista) y poliéter diamina Elastamine@ RE2000 (Huntsman) en una cantidad del 2,5 % en peso sobre el peso total del hilo. El tereftalato de polietileno funcionalizado con Elastamine@ RE2000 se obtuvo con una reacción en la extrusora, como se ha descrito anteriormente.
Las muestras de tejido de los dos tipos (con y sin poliéter amina en la cadena del tereftalato de polietileno) se inocularon con los siguientes microorganismos siguiendo la norma ASTM E2315-03:
- bacterias grampositivas staphilococcus aureus (DSM 346)
- bacterias gramnegativas klebsiella pneumoniae (DSM 789)
La Fig. 1 muestra los resultados obtenidos. Para cada microorganismo se indica el número de microorganismos (en 106) detectados para el tereftalato de polietileno convencional (histograma indicado con PET), y para el tereftalato de polietileno modificado con la adición de poliéter diamina Elastamine® RE2000 (Huntsman) en una cantidad del 2,5 % en peso sobre el peso total del hilo (histograma indicado con PET Golden Lady). Como puede observarse a partir de la Fig. 1, la muestra de tejido producida con el poliéster modificado mediante la funcionalización del tereftalato de polietileno con poliéter diamina obtuvo una actividad antibacteriana
- del 30 % con respecto a staphilococcus aureus, es decir, un crecimiento de la población bacteriana un 30 % inferior al obtenido en el tejido de referencia, que se produce con la misma poliamida, pero sin poliéter amina; - del 18 % con respecto a klebsiella pneumoniae, es decir, un crecimiento de la población bacteriana un 18 % inferior al obtenido en el tejido de referencia, que se produce con la misma poliamida, pero sin poliéter amina. Los datos indicados se obtuvieron 24 horas después de la inoculación del microorganismo y, para cada microorganismo, se representan dos histogramas en el histograma: el de la izquierda se refiere a la muestra de referencia, fabricada con hilo de tereftalato de polietileno convencional (tejido de referencia), mientras que el de la derecha se refiere a la muestra fabricada con el poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter diamina. Es importante señalar que las normas internacionales de ensayo utilizadas solo establecen el procedimiento que debe seguirse para realizar el ensayo. No proporcionan ningún criterio comparativo absoluto o incluso relativo para definir si la actividad detectada es débil, buena o excelente. Este parámetro debe definirse en función de las propiedades finales del producto (por ejemplo, los olores emitidos por el tejido) con las que debe compararse en última instancia.
Basándose en los datos indicados anteriores, puede decirse que los tejidos producidos con el uso de fibras modificadas químicamente mediante la introducción de poliéter amina presentan una reducción del crecimiento bacteriano en el tejido cuando se comparan con los mismos tejidos fabricados con fibra convencional. Hay que tener en cuenta que klebsiella pneumoniae es una bacteria especialmente resistente y difícil de eliminar. Por lo tanto, es natural que se obtengan valores de actividad más bajos en relación con ella, en comparación con los obtenidos en relación con otras cepas bacterianas.
Los ensayos realizados demuestran que la introducción de restos de poliéter amina en la cadena del tereftalato de polietileno permite obtener mejoras significativas del polímero, con respecto a su actividad antibacteriana.
Ejemplos de procesos de producción y de uso
Los ejemplos siguientes ilustran la invención con mayor detalle.
EJEMPLO 1 - Preparación de hebras a base de PET con Elastamine RE2000 en extrusión reactiva.
El proceso que se expone a continuación describe la preparación de una hebra a base de PET (tereftalato de polietileno) funcionalizado con una poliéter diamina llamada Elastamine RE2000, producida por Huntsman Corporation, Estados Unidos.
Procedimiento operativo para producir la hebra:
Se introduce un caudal de 5 kg/h de PET en una extrusora que funciona a 290 °C, el caudal de Elastamine RE2000 es de 0,26 kg/h y el tiempo de permanencia es de 10 minutos (porcentaje de Elastamine RE2000 igual al 5 % en peso sobre el peso total del polímero).
El siguiente procedimiento operativo de análisis químico y físico se llevó a cabo con el fin de evaluar la funcionalización efectiva de la fibra obtenida con el proceso ahora descrito.
En particular, tras el lavado a 40, 60 y 80 °C en agua con una concentración de dodecil sulfato de sodio igual al 5 % (peso/volumen), se confirmó una conversión de la reacción de funcionalización igual al 100 %. La resonancia magnética nuclear del carbono también mostró la presencia de Elastamine RE2000 en la hebra. En el espectro se pueden observar las señales típicas del PET: 8 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). El pico característico de Elastamine RE2000 está presente a 69,15 ppm.
Las hebras se sometieron a pruebas de cultivo bacteriano de acuerdo con la norma ISO 20743 y ASTM 2315-03. Se utilizaron dos cepas bacterianas: una grampositiva, Staphilococcus aureus (DSM 346) y una gramnegativa, Klebsiella pneumoniae (DSM 789).
Los ensayos se llevaron a cabo de la siguiente manera:
Los tejidos de PET funcionalizado se cortaron en trozos de 0,04 g ± 0,05 y los números utilizados fueron 6 muestras frente a 6 muestras de PET no funcionalizado.
Las muestras se introdujeron en una placa multipocillo y se desinfectaron con una solución acuosa al 70 % de etanol (volumen/volumen) durante 30 min.
A continuación se evaluó el crecimiento bacteriano de acuerdo con las normas ISO 20743 y ASTM 2315-03.
La muestra de PET funcionalizado con poliéter amina mostró una capacidad de permitir el crecimiento bacteriano igual al 5 % relativizada con respecto a la muestra de PET sin tratar (100 %), tanto para las bacterias grampositivas como para las bacterias gramnegativas.
La actividad antifúngica se evaluó de acuerdo con la norma ISO 13629-2:2014 utilizando Aspergillus aculeatus ATCC 36411 como cepa fúngica. La muestra producida de PET funcionalizado con poliéter amina dio un porcentaje de crecimiento fúngico igual al 2 % con respecto al del PET sin tratar (100 %).
En este ejemplo y en los siguientes ejemplos, el valor del 100 % se atribuye al crecimiento del microorganismo en el PET no funcionalizado y a la capacidad de crecimiento bacteriano en la muestra de PET tratado se indica como porcentaje de los del PET sin tratar. Por lo tanto, un porcentaje de crecimiento fúngico o bacteriano del 5 % significa que el crecimiento del microorganismo en la muestra analizada es igual al 5 % del de la muestra de referencia, fabricada de PET sin tratar, es decir, no funcionalizado con poliéter amina.
En una realización modificada, uno o más injertadores o extensores de cadena pueden añadirse durante la etapa de reacción en la extrusora.
EJEMPLO 2 - Preparación de hebras a base de PET con Elastamine RP3-5000 en extrusión reactiva.
El proceso expuesto a continuación describe la preparación de una hebra a base de PET funcionalizado con Elastamine RP3-5000 producido por Huntsman Corporation, Estados Unidos. Elastamine RP3-5000 es una amina primaria trifuncional con un peso molecular (Mw) igual a aproximadamente 5000, caracterizada por unidades de repetición de oxipropileno.
Procedimiento operativo para producir la hebra:
Se introduce un caudal de 5 kg/h de PET en una extrusora que funciona a 290 °C, el caudal de RP3-5000 es igual a 0,26 kg/h y el tiempo de permanencia de 10 minutos (porcentaje de RP3-5000 igual al 5 % en peso con respecto al peso total del polímero).
El siguiente procedimiento operativo de análisis químico y físico se llevó a cabo con el fin de evaluar la funcionalización efectiva de la hebra descrita en el proceso anterior.
En particular, tras el lavado a 40, 60 y 80 °C en agua con una concentración de dodecil sulfato de sodio igual al 5 % (peso/volumen) se confirmó la conversión de la reacción de funcionalización igual al 98 %. La resonancia magnética nuclear del carbono también mostró la presencia de RP3-5000 en la hebra. En el espectro se pueden observar las señales típicas del PET: 8167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). El pico característico de RP3-5000 está presente a 69,15 ppm.
Las hebras se sometieron después a ensayos de cultivo bacteriano de acuerdo con la norma ISO 20743 y ASTM 2315-03. Se utilizaron dos cepas bacterianas: una grampositiva, Staphilococcus aureus (DSM 346) y una gramnegativa, Klebsiella pneumoniae (DSM 789).
Los ensayos se llevaron a cabo de la siguiente manera:
Los tejidos de PET funcionalizado con RP3-5000 se cortaron en trozos de 0,04 g ± 0,05 y los números utilizados fueron 6 muestras frente a 6 muestras de PET no funcionalizado.
Las muestras se introdujeron en una placa multipocillo y se desinfectaron con una solución acuosa al 70 % de etanol (volumen/volumen) durante 30 min.
A continuación se evaluó el crecimiento bacteriano de acuerdo con las normas ISO 20743 y ASTM 2315-03.
La muestra producida con PET funcionalizado mostró una capacidad de permitir el crecimiento bacteriano igual al 40 % relativizada con respecto a la muestra de PET sin tratar (100 %), tanto para las bacterias grampositivas como para las bacterias gramnegativas.
La actividad antifúngica se evaluó de acuerdo con la norma ISO 13629-2:2014 utilizando Aspergillus aculeatus ATCC 36411 como cepa fúngica. La muestra producida con PET funcionalizado con poliéter amina dio un porcentaje de crecimiento fúngico igual al 1 % con respecto al del PET sin tratar (100 %).
EJEMPLO 3 - Preparación de hebras a base de PET con Jeffamine M2005 en extrusión reactiva.
El proceso expuesto a continuación describe la preparación de una hebra a base de PET funcionalizado con Jeffamine M2005 producida por Huntsman Corporation, Estados Unidos. Jeffamine M2005 es una monoamina con un peso molecular (Mw) de aproximadamente 2000 g/mol.
Procedimiento operativo para producir la hebra:
Se introduce un caudal de 5 kg/h de PET en una extrusora que funciona a 290 °C, el caudal de Jeffamine M2005 es igual a 0,26 kg/h y el tiempo de permanencia es de 10 minutos (porcentaje de Jeffamine M2005 igual al 5 % en peso con respecto al peso total del polímero).
El siguiente procedimiento operativo de análisis químico y físico se llevó a cabo con el fin de evaluar la funcionalización efectiva de la hebra descrita en el proceso anterior.
En particular, tras el lavado a 40, 60 y 80 °C en agua con una concentración de dodecil sulfato de sodio igual al 5 % (peso/volumen), se confirmó una conversión de la reacción de funcionalización igual al 97 %. La resonancia magnética nuclear del carbono también mostró la presencia de JA en la hebra. En el espectro se pueden observar las señales típicas del PET: 8 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). El pico característico de Jeffamine M2005 está presente a 69,15 ppm.
Las hebras se sometieron después a ensayos de cultivo bacteriano de acuerdo con la norma ISO 20743 y ASTM 2315-03. Se utilizaron dos cepas bacterianas: una grampositiva, Staphilococcus aureus (DSM 346) y una gramnegativa, Klebsiella pneumoniae (DSM 789).
Los ensayos se llevaron a cabo de la siguiente manera:
Los tejidos de PET funcionalizado con M2005 se cortaron en trozos de 0,04 g ± 0,05 y los números utilizados fueron 6 muestras frente a 6 muestras de PET no funcionalizado.
Las muestras se introdujeron en una placa multipocillo y se desinfectaron con una solución acuosa al 70 % de etanol (volumen/volumen) durante 30 min.
A continuación se evaluó el crecimiento bacteriano de acuerdo con las normas ISO 20743 y ASTM 2315-03.
La muestra producida con PET funcionalizado mostró una capacidad de permitir el crecimiento bacteriano igual al 55 % relativizada con respecto a la muestra de PET sin tratar (100 %), tanto para las bacterias grampositivas como para las bacterias gramnegativas.
La actividad antifúngica se evaluó de acuerdo con la norma ISO 13629-2:2014 utilizando Aspergillus aculeatus ATCC 36411 como cepa fúngica. La muestra funcionalizada con Jeffamine M2005 dio un porcentaje de crecimiento fúngico igual al 1 % con respecto al del PET sin tratar (100 %).
EJEMPLO 4 - Preparación de hebras a base de PET con Elastamine RE2000.
El proceso expuesto a continuación describe la preparación de una hebra a base de PET funcionalizado con Elastamine RE2000 producida por Huntsman Corporation, Estados Unidos, con esterificación directa y posterior policondensación.
Procedimiento operativo para producir la hebra:
El etilenglicol y el ácido tereftálico se alimentan en un autoclave equipado con destilador de reflujo. Las condiciones operativas son una presión entre 2,7 y 5,5 bar y una temperatura entre 220 y 260 °C. El agua procedente de la policondensación se elimina por destilación.
Las etapas de esterificación también pueden ser dos y en este caso las condiciones operativas de la segunda etapa son 250-270 °C y presión atmosférica.
El monómero así obtenido se envía al reactor de polimerización que funciona a 10-40 mmHg y 250-300 °C con adición continua, gota a gota, de Elastamine RE2000 en una cantidad del 5 % en peso con respecto al peso total del polímero.
El polímero seco así obtenido se carga en la extrusora para obtener la hebra de PET funcionalizado con Elastamine RE2000.
El siguiente procedimiento operativo de análisis químico y físico se llevó a cabo con el fin de evaluar la funcionalización efectiva de la hebra descrita en el proceso anterior.
En particular, tras el lavado a 40, 60 y 80 °C en agua con una concentración de dodecil sulfato de sodio igual al 5 % (peso/volumen), se confirmó una conversión de la reacción de funcionalización igual al 100 %. La resonancia magnética nuclear del carbono también mostró la presencia de JA en la hebra. En el espectro se pueden observar
las señales típicas del PET: 5 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). El pico característico de Elastamine está presente a 69,15 ppm.
Las hebras se sometieron después a ensayos de cultivo bacteriano de acuerdo con la norma ISO 20743 y ASTM 2315-03. Se utilizaron dos cepas bacterianas: una grampositiva, Staphilococcus aureus (DSM 346) y una gramnegativa, Klebsiella pneumoniae (DSM 789).
Los ensayos se llevaron a cabo de la siguiente manera.
Los tejidos de PET funcionalizado con Elastamine RE200 se cortaron en trozos de 0,04 g ± 0,05 y los números utilizados fueron 6 muestras frente a 6 muestras de PET no funcionalizado.
Las muestras se introdujeron en una placa multipocillo y se desinfectaron con una solución acuosa al 70 % de etanol (volumen/volumen) durante 30 min.
A continuación se evaluó el crecimiento bacteriano de acuerdo con las normas ISO 20743 y ASTM 2315-03.
La muestra producida con PET funcionalizado mostró una capacidad de permitir el crecimiento bacteriano igual al 8 % relativizada con respecto a la muestra de PET sin tratar (100 %), tanto para las bacterias grampositivas como para las bacterias gramnegativas.
La actividad antifúngica se evaluó de acuerdo con la norma ISO 13629-2:2014 utilizando Aspergillus aculeatus ATCC 36411 como cepa fúngica. La muestra producida con PET funcionalizado dio un porcentaje de crecimiento fúngico igual al 5 % con respecto al del PET sin tratar (100 %).
EJEMPLO 5 - Preparación de una mezcla madre a base de PET con Elastamine RE2000.
El proceso expuesto a continuación describe la preparación de una hebra a base de PET funcionalizado con Elastamine RE2000, Huntsman Corporation, Estados Unidos, con esterificación directa y posterior policondensación. Procedimiento operativo para la producción de la hebra:
El etilenglicol y el ácido tereftálico se alimentan en un autoclave equipado con destilador de reflujo. Las condiciones operativas son una presión entre 2,7 y 5,5 bar y una temperatura entre 220 y 260 °C. El agua procedente de la policondensación se elimina por destilación.
Las etapas de esterificación también pueden ser dos y en este caso las condiciones operativas de la segunda etapa son 250-270 °C y presión atmosférica.
El monómero así obtenido se envía al reactor de polimerización que funciona a 10-40 mmHg y 250-300 °C con adición continua, gota a gota, de Elastamine RE2000 (30 % en peso de Elastamine RE2000 sobre el peso total). El polímero seco así obtenido se carga en la extrusora junto con PET comercial (no funcionalizado) para obtener un PET funcionalizado con una concentración de Elastamine RE2000 igual al 5 % en peso.
Se llevó a cabo el siguiente procedimiento operativo de análisis químico y físico, con el fin de evaluar la funcionalización efectiva de la hebra descrita en el proceso anterior.
En particular, tras el lavado a 40, 60 y 80 °C en agua con una concentración de dodecil sulfato de sodio igual al 5 % (peso/volumen), se confirmó una conversión de la reacción de funcionalización igual al 100 %. En el espectro se pueden observar las señales típicas del PET: 5 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). El pico característico de Elastamine RE2000 está presente a 69,15 ppm.
Las hebras se sometieron después a ensayos de cultivo bacteriano de acuerdo con la norma ISO 20743 y ASTM 2315-03. Se utilizaron dos cepas bacterianas: una grampositiva, Staphilococcus aureus (DSM 346) y una gramnegativa, Klebsiella pneumoniae (DSM 789).
Los ensayos se llevaron a cabo de la siguiente manera.
Los tejidos de PET funcionalizado con Elastamine RE2000 se cortaron en trozos de 0,04 g ± 0,05 y los números utilizados fueron 6 muestras frente a 6 muestras de PET no funcionalizado.
Las muestras se introdujeron en una placa multipocillo y se desinfectaron con una solución acuosa al 70 % de etanol (volumen/volumen) durante 30 min.
A continuación se evaluó el crecimiento bacteriano de acuerdo con las normas ISO 20743 y ASTM 2315-03.
La muestra producida mostró una capacidad de permitir el crecimiento bacteriano igual al 6 % relativizada con respecto a la muestra de PET sin tratar (100 %), tanto para las bacterias grampositivas como para las bacterias gramnegativas.
La actividad antifúngica se evaluó de acuerdo con la norma ISO 13629-2:2014 utilizando Aspergillus aculeatus ATCC 36411 como cepa fúngica. La muestra producida dio un porcentaje de crecimiento fúngico igual al 4 % con respecto al del PET sin tratar (100 %).
Mientras que en los ejemplos 4 y 5, la mezcla maestra expuesta anteriormente de polímero funcionalizado con poliéter amina se obtiene en el reactor de polimerización, en otras posibles realizaciones, la preparación de la mezcla maestra de PET funcionalizado con poliéter amina puede obtenerse mediante extrusión reactiva directa. En este caso, el polímero de base, es decir, el PET comercial, se alimenta junto con una poliéter amina, que puede seleccionarse entre las mencionadas anteriormente, en la extrusora. En algunas realizaciones, la poliéter amina se añade en cantidades comprendidas entre el 10 % y el 60 %, preferentemente entre el 15 % y el 50 % de la masa total del polímero. La dosificación puede realizarse mediante dosificadores volumétricos, dosificadores gravimétricos o en combinación con dosificadores volumétricos y gravimétricos. Los componentes se alimentan en forma sólida (gránulos o polvo) o líquida. Mediante la acción de mezcla de la extrusora, que puede ser de dos husillos, y el tiempo de permanencia correcto, se obtiene la reactividad correcta entre el PET y la poliéter amina. Estas condiciones garantizan la cohesión necesaria (mediante la formación de enlaces covalentes) entre el PET de base y la poliéter amina, para obtener un producto estable con propiedades permanentes.
El proceso puede tener lugar en la etapa de extrusión de 250 a 300 °C durante un tiempo de permanencia de 60 a 120 segundos en función del caudal y del tipo de extrusora.
El filamento obtenido, normalmente con un diámetro del orden de milímetros, luego se enfría, por ejemplo, en un baño de agua a una temperatura adecuada, por ejemplo, normalmente 30 °C. Posteriormente, el hilo se corta en gránulos o virutas. La mezcla maestra así obtenida, de PET funcionalizado con poliéter amina, puede utilizarse como producto de partida en la producción de un hilo o hebra, por ejemplo, normalmente multifilamento, para uso textil. En este caso, el PET funcionalizado se alimenta en la extrusora en combinación con un componente no funcionalizado, es decir, que no contiene poliéter amina. Por ejemplo, durante la extrusión de la hebra final, el PET no funcionalizado se añade en una cantidad tal para obtener, en la hebra final, un contenido en peso de poliéter amina del orden del 5 %.
El aumento de la actividad antibacteriana derivado de la modificación del tereftalato de polietileno mediante la adición de poliéter amina en la cadena polimérica permite obtener un material polimérico hilable, es decir, adaptado para dar lugar a la formación de hilos multifilamentos o monofilamentos, que, a su vez, pueden convertirse en fibras cortas que pueden utilizarse ventajosamente para producir artículos textiles, mediante la conversión de la fibra o del hilo en tejidos tejidos o no tejidos. Estos artículos textiles pueden utilizarse ventajosamente en prendas, en particular, en prendas deportivas, debido a su capacidad para reducir el mal olor causado por el crecimiento bacteriano. De hecho, la actividad antibacteriana, incluida la actividad antifúngica, se traduce en una reducción del crecimiento de los microorganismos responsables de producir el mal olor.
Por otro lado, el polímero así modificado puede tener también aplicaciones beneficiosas cuando se requiere una reducción de la carga bacteriana, es decir, de la presencia de microorganismos, tales como bacterias y hongos, también por razones de salud e higiene. Los materiales textiles que utilizan el poliéster modificado descrito en el presente documento, con propiedades antibacterianas mejoradas, pueden utilizarse, por ejemplo, en la producción de batas, pijamas, sábanas, prendas de ropa, máscaras de protección, fundas de almohada, mantas, cortinas, vendas y otros artículos, todos ellos especialmente para su uso en hospitales como productos sanitarios y quirúrgicos. El polímero también puede utilizarse para producir tejidos tejidos y no tejidos para artículos de mobiliario (tapicería, alfombras, moquetas), en el sector doméstico y del automóvil, y puede utilizarse ventajosamente para producir filtros, en particular, filtros de aire, por ejemplo, para su uso en sistemas de aire acondicionado.
El poliéster modificado con el uso de poliéter amina en enlace covalente con monómeros del tereftalato de polietileno puede utilizarse en sectores médicos y en procedimientos quirúrgicos, en general en todos aquellos usos para los que el tereftalato de polietileno puede utilizarse actualmente, y en los que puede ser beneficioso disponer de un polímero con propiedades antibacterianas. Por ejemplo, la poliéter amina puede utilizarse para impartir propiedades antibacterianas al tereftalato de polietileno destinado a la producción de hilos y membranas de uso médico, tales como hilos de sutura, membranas para globos de catéter para angioplastia, vendas y películas médicas, membranas para hemodiálisis, materiales para la reconstrucción de tendones y ligamentos, injertos o prótesis vasculares, mallas quirúrgicas, componentes de válvulas cardíacas artificiales, etc.
Claims (12)
1. Un producto textil que comprende un poliéster que tiene propiedades antibacterianas, que contiene tereftalato de polietileno modificado con la introducción de al menos una poliéter amina.
2. El producto textil de la reivindicación 1, en donde la poliéter amina se posiciona principalmente como terminal de cadena en el tereftalato de polietileno, con un amino terminal (NH2).
3. El producto textil de la reivindicación 1 o 2, en donde la poliéter amina es una poliéter diamina o una poliéter triamina.
4. El producto textil de una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde la poliéter amina está presente en un porcentaje igual a al menos un 1 % en peso, preferentemente igual a al menos un 2 % en peso, más preferentemente igual a al menos un 5 % en peso del peso total del poliéster; y en donde el porcentaje en peso de la poliéter amina no es superior a un 50 % en peso, preferentemente no superior a un 30 % en peso, más preferentemente no superior a un 25 % en peso, incluso más preferentemente no superior a un 20 % en peso del peso total del poliéster.
5. El producto textil de una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde el poliéster comprende un porcentaje de tereftalato de polietileno de al menos aproximadamente un 50 % en peso, preferentemente al menos un 60 % en peso, más preferentemente al menos un 70 % en peso, incluso más preferentemente al menos un 80 % en peso del peso total del poliéster; y en donde preferentemente el porcentaje en peso de tereftalato de polietileno no es superior a un 99 %, preferentemente no superior a un 98 % en peso, incluso más preferentemente no superior a un 95 % en peso del peso total del poliéster.
6. El producto textil, de una o más de las reivindicaciones anteriores, seleccionado del grupo que consiste en: fibras cortas, hilos monofilamentos continuos, hilos multifilamentos continuos, hilos que consisten en fibras hiladas, tejidos, textiles no tejidos.
7. El producto textil de la reivindicación 7, que comprende un porcentaje en peso de dicho poliéster igual a al menos un 40 % en peso, preferentemente igual a al menos un 50 % en peso, incluso más preferentemente igual a al menos un 60 % en peso del peso total del producto textil.
8. Uso del poliéster que tiene propiedades antibacterianas, que contiene tereftalato de polietileno modificado con la introducción de al menos una poliéter amina, para producir un producto con propiedades antibacterianas.
9. El uso de la reivindicación 9, en donde la poliéter amina se posiciona principalmente como terminal de cadena en el tereftalato de polietileno, con un amino terminal (NH2).
10. El uso de la reivindicación 9 o 10, en donde la poliéter amina es una poliéter diamina o una poliéter triamina.
11. El uso de una o más de las reivindicaciones 9 a 11, en donde la poliéter amina está presente en un porcentaje igual a al menos un 1 % en peso, preferentemente igual a al menos un 2 % en peso, más preferentemente igual a al menos un 5 % en peso del peso total del poliéster; y en donde el porcentaje en peso de la poliéter amina no es superior a un 50 % en peso, preferentemente no superior a un 30 % en peso, más preferentemente no superior a un 25 % en peso, incluso más preferentemente no superior a un 20 % en peso del peso total del poliéster.
12. El uso de una o más de las reivindicaciones 9 a 12, en donde el poliéster comprende un porcentaje de tereftalato de polietileno de al menos un 50 % en peso, preferentemente al menos un 60 % en peso, más preferentemente al menos un 70 % en peso, incluso más preferentemente al menos un 80 % en peso del peso total del poliéster; y en donde preferentemente el porcentaje en peso de tereftalato de polietileno no es superior a un 99 %, preferentemente no superior a un 98 % en peso, incluso más preferentemente no superior a un 95 % en peso del peso total del poliéster.
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| US5986041A (en) * | 1997-06-13 | 1999-11-16 | Industrial Technology Research Institute | Polyetheresteramide and method of preparing the same |
| WO1999047579A1 (fr) * | 1998-03-17 | 1999-09-23 | Riverson & Co., Ltd. | Resine polyester sulfonee, fibre polyester facile a teindre, matiere antistatique et procede de preparation associe |
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