ES2926676T3 - Fibra de poliamida biodegradable, proceso para la obtención de dicha fibra y artículo de poliamida fabricado a partir de la misma - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una fibra de poliamida biodegradable. La presente invención también describe un método para obtener dicha fibra y artículos fabricados a partir de la misma. La fibra de poliamida biodegradable de la invención se puede obtener añadiendo un agente de biodegradación durante la extrusión por hilado en estado fundido de una poliamida específica descrita a continuación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Fibra de poliamida biodegradable, proceso para la obtención de dicha fibra y artículo de poliamida fabricado a partir de la misma
Resumen
La presente invención se refiere a una fibra de poliamida biodegradable. La presente invención también divulga un procedimiento para obtener dicha fibra y artículos fabricados a partir de la misma. La fibra de poliamida biodegradable de la invención se puede obtener añadiendo un agente de biodegradación durante la extrusión por hilatura por fusión de una poliamida específica que se describe a continuación.
Antecedentes
La sostenibilidad, un ciclo de vida más corto, un impacto ambiental reducido, unos recursos renovables y la química verde son nuevos principios que guían el desarrollo de la próxima generación de materiales, productos y procesos. Se está realizando en todo el mundo un esfuerzo cada vez mayor en el desarrollo de productos sostenibles que sean biodegradables y, en la medida de lo posible, estén fabricados de recursos renovables (de base biológica) y con un ciclo de vida y un impacto ambiental mucho más reducidos.
Últimamente se han desarrollado y comercializado polímeros biodegradables tales como polímeros a base de almidón, poli(ácido láctico) (PLA), poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA), poli(carbonato de propileno) (PPC), policaprolactona (PCL), polihidroxialcanoato (PHA), quitosano, gluten, poliésteres tales como poli(succinato de butileno) (PBS), poli(adipato de butileno) (PBA), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno).
Se han realizado varios intentos de mejorar la biodegradación de los polímeros en general, por ejemplo, mezclando el polímero con polímeros biodegradables tales como PLA, PVA, almidón, fibras naturales o poliéster biodegradable, o incorporando aditivos biodegradables durante la polimerización y/o extrusión para hacerlos biodegradables, por ejemplo mediante la adición de aditivos oxo-biodegradables, hidroperóxidos, microorganismos, prodegradantes y aditivos "quimioatrayentes". Los aditivos oxo-biodegradables y los prodegradantes tienden a reducir las propiedades mecánicas y químicas del polímero durante su vida útil, ya que aceleran la fotodegradación y la degradación por oxígeno. Además, están compuestos principalmente por metales de transición, lo que provoca problemas de ecotoxicidad al medio ambiente. Por lo tanto, no son apropiados para aplicaciones textiles.
Además, polímeros tales como PLA, PHB, PHA, polímeros a base de almidón, etc., no ofrecen altas propiedades mecánicas y químicas debido a su bajo punto de fusión, baja resistencia a la hidrólisis, mayor fotodegradación y termodegradación, y también son frágiles y solubles en agua. Por lo tanto, no ofrecen propiedades adecuadas para aplicaciones textiles y tienden a perder sus propiedades mecánicas durante la vida útil del artículo textil. Además, las fibras de base biológica natural y altamente biodegradables tales como el algodón, la lana y la seda no proporcionan las propiedades deseadas que ofrecen las fibras sintéticas, tales como durabilidad, resistencia mecánica y comportamiento termoplástico. Es por ello que existe la demanda de aumentar la biodegradabilidad de los polímeros, especialmente las poliamidas debido a sus excelentes propiedades mecánicas y químicas.
El interés comercial en las poliamidas, en particular a base de fibras e hilos utilizados en productos textiles tales como ropa interior, ropa deportiva, ropa informal y ropa de dormir, se ha incrementado considerablemente debido a sus ventajas en términos de fácil cuidado, propiedades de secado rápido, alta durabilidad, excelentes propiedades físicas, resistencia a la abrasión, absorción equilibrada de la humedad, buena elasticidad, ligereza, comodidad y suavidad. La poliamida, también conocida como nailon, es un polímero de condensación lineal compuesto de enlaces primarios repetidos de grupo amida. Una fibra de poliamida se produce en general mediante extrusión por hilatura por fusión y está disponible en forma de fibrana, estopa, monofilamento, multifilamento, forma plana o forma texturizada. Las poliamidas son polímeros semicristalinos. El grupo amida -(-CO-NH-)- proporciona enlaces de hidrógeno entre las cadenas intermoleculares de poliamida, proporcionando alta resistencia a temperaturas elevadas, tenacidad a temperaturas bajas, resistencia al desgaste y a la abrasión, bajo coeficiente de fricción y buena resistencia química. Estas propiedades han hecho que las poliamidas se encuentren entre las más fuertes de todas las fibras artificiales disponibles. No obstante, las poliamidas de origen fósil, así como las poliamidas de origen biológico, suelen tardar décadas en biodegradarse por completo al desecharse.
Según la Agencia de Protección Ambiental (EPA), los polímeros tradicionales se biodegradan en entornos de vertederos y compostaje dentro de un periodo de 30 a 50 años.
El documento EP 2842406 A1 divulga una alternativa para modificar fibras de poliamida mediante la introducción de aminoácidos tales como glicina durante la polimerización. El inconveniente de este enfoque es que da lugar a degradación mecánica debido a cambios en el polímero durante la polimerización, tales como una reducción significativa del peso molecular, la viscosidad, la resistencia a la tracción y el alargamiento. El documento EP 2842
406 A1 también muestra el rendimiento y la durabilidad reducidos del producto (hilo de corte) cuando se expone a la intemperie.
Otro enfoque ha notificado que se aumenta la biodegradación de la poliamida mezclándola con poli(alcohol vinílico) (PVA) o PLA, tal como se muestra en el documento CN 1490443 A. Pero se requieren grandes cantidades de PLA (por ejemplo, > 50% en peso). Además, normalmente se necesita un agente compatibilizador para mezclar poliamida y PLA por extrusión.
Por lo tanto, los enfoques actuales tienden a alterar las propiedades mecánicas y químicas, modificando así las características de tinción del artículo textil. También muestran biodegradación en condiciones de exterior (por ejemplo, fotodegradación) y requieren cantidades mucho mayores de aditivo. Por lo tanto, no se aplican de forma satisfactoria en artículos textiles.
En vista de lo anterior, existe la necesidad de una fibra de poliamida biodegradable con propiedades superiores para aplicaciones textiles.
Por lo tanto, uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar una fibra de poliamida y un artículo fabricado a partir de la misma con una mayor velocidad de biodegradación. La fibra de poliamida debe conservar las características originales de la poliamida, tales como la viscosidad (IVN), los grupos terminales amino (ATG), los grupos terminales carboxílicos (CTG) y las propiedades mecánicas, conservando así las propiedades de la poliamida requeridas para aplicaciones textiles.
En otras palabras, la presente invención tiene como objetivo encontrar una solución para obtener una fibra de poliamida biodegradable para aplicaciones en artículos textiles. Dicha fibra de poliamida debe conservar las propiedades químicas y mecánicas requeridas durante la vida útil del artículo textil y, por lo tanto, debe mostrar biodegradabilidad solo cuando entra en contacto con el entorno de eliminación de residuos.
La presente invención también tiene como objetivo proporcionar un procedimiento para obtener dicha fibra de poliamida biodegradable y demuestra claramente la tasa de biodegradabilidad mediante metodologías de ensayo convencionales, marcos temporales específicos y vías de eliminación de residuos. Ventajosamente, la invención deberá proponer una fibra de poliamida tanto de base biológica como biodegradable con buenas propiedades mecánicas y vida útil.
Breve descripción de la invención
La presente invención se refiere, por lo tanto, a una fibra de poliamida biodegradable que comprende:
• Una poliamida que tiene un delta de higroscopicidad, la diferencia entre la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 30 °C y el 90% de humedad relativa (HR) y la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 20 °C y el 65% de humedad relativa (HR), de al menos el 4%, siendo la poliamida una poliamida 5.X, en la que X es un número entero de 4 a 6; o una poliamida modificada químicamente mediante la adición de modificadores hidrofílicos; o mediante la copolimerización de dicha poliamida con grupos oxietileno o grupos poliéteramina;
• Un agente de biodegradación, comprendiendo el agente de biodegradación al menos uno de los siguientes componentes:
a. Compuesto quimioatrayente o de quimiotaxis, que es un azúcar, una cumarina, una furanona o mezclas de los mismos,
b. Ácido glutárico o su derivado,
c. Compuesto de ácido carboxílico, que es el ácido hexadecanoico
d. Polímero biodegradable, que se selecciona de entre poli(ácido láctico), poli(ácido láctico-co-glicólico).
poli(carbonato de propileno), policaprolactona, polihidroxialcanoato, quitosano, gluten, uno o más poliésteres alifáticos/aromáticos tales como poli(succinato de butileno), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno), y mezclas de los mismos.
e. Agente de hinchamiento, seleccionado del grupo que consiste en fibra natural, coloide cultivado, ciclodextrina, poli(ácido láctico) y mezclas de los mismos.
De hecho, se ha encontrado sorprendentemente que el uso de una poliamida específica caracterizada por el hecho de que tiene un delta de higroscopicidad mínimo del 4% en combinación con un agente de biodegradación acelera considerablemente la biodegradación de un artículo de poliamida hasta el punto de reducir significativamente su
impacto ambiental sin afectar negativamente a sus propiedades textiles deseables y su vida útil. Un atributo importante de la invención es el hecho de que la fibra de poliamida resultante muestra las mismas propiedades mecánicas deseadas y tiene una vida útil eficazmente similar a la de los productos sin el agente biodegradable y, sin embargo, cuando se desecha, puede metabolizarse al menos parcialmente en biomasa inerte por las comunidades de microorganismos anaeróbicos y aeróbicos que se encuentran comúnmente en casi todas partes de la Tierra.
La presente invención también tiene como objetivo un procedimiento para obtener dicha fibra de poliamida biodegradable, en el que el agente biodegradable se introduce en la fibra de poliamida durante la extrusión por hilatura por fusión.
Además, la presente invención propone un artículo de poliamida que comprende la fibra de poliamida biodegradable tal como se ha definido anteriormente y se define en los párrafos siguientes;
Entonces, otro objeto de la presente invención es el uso en una fibra de poliamida de una poliamida que tiene un delta de higroscopicidad de al menos el 4%, que es la diferencia entre la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 30 °C y el 90% de humedad relativa (HR) y la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 20 °C y el 65% de humedad relativa (HR), en combinación con un agente de biodegradación con el fin de mejorar las propiedades de biodegradabilidad de la fibra de poliamida fabricada a partir del mismo, siendo la poliamida una poliamida 5.X, en la que X es un número entero de 4 a 6; o una poliamida modificada químicamente mediante la adición de modificadores hidrófilos; o mediante la copolimerización de dicha poliamida con grupos oxietileno o grupos poliéteramina; y en la que el agente de biodegradación comprende al menos uno de los siguientes componentes:
a. Compuesto quimioatrayente o de quimiotaxis, que es un azúcar, una cumarina, una furanona o mezclas de los mismos,
b. Ácido glutárico o su derivado,
c. Compuesto de ácido carboxílico, que es el ácido hexadecanoico,
d. Polímero biodegradable, que se selecciona de entre poli(ácido láctico), poli(ácido láctico-co-glicólico).
poli(carbonato de propileno), policaprolactona, polihidroxialcanoato, quitosano, gluten, uno o más poliésteres alifáticos/aromáticos tales como poli(succinato de butileno), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno), y mezclas de los mismos,
e. Agente de hinchamiento, seleccionado del grupo que consiste en fibra natural, coloide cultivado, ciclodextrina, poli(ácido láctico) y mezclas de los mismos.
Descripción detallada de la invención
Definiciones
La expresión "fibra de poliamida" en el contexto de la presente invención es el término genérico que incluye los siguientes artículos hilados: una fibra, un monofilamento, un multifilamento y un hilo. Un "artículo de poliamida" según la invención es una fibra de poliamida transformada o tratada e incluye fibranas, cualquier flocado o cualquier composición textil fabricada de fibra de poliamida, especialmente telas y/o prendas de vestir. En la descripción siguiente, los términos "fibra", "hilo" y "filamento" pueden utilizarse indistintamente sin cambiar el significado de la invención.
El término "velocidad de biodegradación" se refiere al tiempo que tarda un artículo de poliamida en biodegradarse hasta un grado específico. Por ejemplo, una velocidad de biodegradación del 5% en 30 días significa que los biogases emitidos (CO2 + CH4) representan el 5% en peso del contenido de carbono original de la muestra. La velocidad de biodegradación se mide según la norma de ensayo ASTM D5511.
El término "delta de higroscopicidad" es la diferencia entre la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 horas a 30 °C y el 90% de humedad relativa (HR) y la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 horas a 20 °C y el 65% de humedad relativa (HR). La tasa de absorción de humedad de la poliamida se calibra secando la poliamida durante 2 horas a 105 °C antes de disponerla en las dos condiciones de temperatura y humedad anteriores.
Por ejemplo, para medir el delta de higroscopicidad es adecuado el ensayo siguiente:
Se disponen aproximadamente 2 gramos de poliamida en una botella de pesaje y se secan durante 2 horas a 105 °C. A continuación se pesa la botella de pesaje (peso W3). A continuación, la botella de pesaje se dispone en una cámara climática durante 24 h a 20 °C y el 65% de HR. Se vuelve a medir el peso de la muestra (peso W1). A continuación,
la botella de pesaje se dispone en una cámara climática durante 24 h a 30 °C y el 90% de HR. Se vuelve a medir el peso de la muestra (peso W2).
El delta de higroscopicidad se mide mediante la ecuación siguiente.
M R1= (W1 - W 3) / W3,
M R2 = (W 2 - W 3) / W3.
La diferencia de tasa de absorción de humedad (Delta de higroscopicidad = A MR) se obtiene mediante
A M R = M R2 - M R 1.
Por "agente de biodegradación" se entiende un concentrado de aditivos de conversión biodegradable, que normalmente se utilizan en forma de mezcla maestra líquida, sólida o en polvo. El término "mezcla maestra" se refiere a un concentrado de aditivo dentro de una matriz polimérica, más comúnmente en forma de gránulos. La mezcla maestra se utiliza para introducir aditivos en los polímeros durante el procesamiento para obtener una mayor dispersión y homogeneidad.
Fibra de poliamida biodegradable
Poliamida que tiene un delta de higroscopicidad de al menos el 4%. La poliamida es una poliamida alifática seleccionada del grupo que consiste en: poliamida 5.X, siendo X un número entero de 4 a 6.
Las poliamidas anteriores son bien conocidas en la técnica y están disponibles comercialmente.
La poliamida 5.X está fabricada de pentametilendiamina y uno o más ácidos dicarboxílicos alifáticos como materiales de partida. La lista de ácidos dicarboxílicos potenciales es la siguiente: ácido butanodioico (ácido succínico), ácido pentanodioico (ácido glutárico), ácido hexanodioico (ácido adípico), Todos esos diácidos están disponibles comercialmente.
Las poliamidas 5.X tienen la ventaja de poder fabricarse a partir de biomasa según la norma ASTM6866. Como la pentametilendiamina también puede prepararse a partir de recursos biológicos según la norma ASTM6866, la poliamida resultante puede ser de al menos el 40% de fuentes biológicas y de hasta el 100% de recursos biológicos. Cuando sea necesario lograr un delta de higroscopicidad de al menos el 4%, la poliamida se puede modificar químicamente. Cuando se modifica químicamente, puede ser mediante la adición de modificadores hidrófilos tales como polímeros hidrosolubles tales como polivinilpirrolidona, grupos polares de sulfonato tales como ácido sulfónico orgánico; mediante la copolimerización de dicha poliamida con grupos oxietileno o grupos poliéteramina; mediante el aumento de la proporción de regiones amorfas. Ventajosamente, la poliamida puede modificarse mediante la adición de modificadores hidrófilos tales como polímeros hidrosolubles tales como polivinilpirrolidona, grupos polares de sulfonato tales como ácido sulfónico orgánico; o mediante la copolimerización de dicha poliamida con grupos oxietileno o grupos poliéteramina.
Ejemplos de poliamidas que requieren dicha modificación son poliamida 4, poliamida 4.6, poliamida 4.10; poliamida 5.10; poliamida 6, poliamida 6.6, poliamida 6.9, poliamida 6.10; poliamida 6.12; poliamida 10.10; poliamida 10.12; poliamida 11; poliamida 12; poliamida 12.12; y mezclas de las mismas.
Una poliamida particularmente preferida es la poliamida 5.6. De hecho, en primer lugar no es necesario modificar la poliamida 5.6 para alcanzar el delta de higroscopicidad mínima del 4%, puesto que esta poliamida muestra una sinergia positiva con el agente de biodegradación en comparación con la poliamida 6.6 convencional. Además, esta poliamida es de base biológica según la norma de ensayo ASTM D6866.
La poliamida 5.6 (nailon 5.6) o poli(pentametilen-adipamida) se prepara a partir de pentametilendiamina y ácido adípico como materias primas.
El contenido de grupos amino terminales (ATG) de las poliamidas utilizadas en la presente invención es ventajosamente de 25 a 60 equivalentes/ton, y el de grupos carboxilo terminales (CTG) es ventajosamente de 45 a 90 equivalentes/ton. Esos contenidos de grupos amino/carboxilo finales se miden según la metodología que se explica posteriormente en el presente documento en la parte experimental.
La poliamida 5.6 preferida puede tener un índice de viscosidad (IVN) en el intervalo de 100 a 200 ml/g, preferentemente de entre aproximadamente 120 y 170. Este IVN se mide según la norma ISO 307, que se explica posteriormente en el presente documento en la parte experimental.
Una poliamida 5.6 particularmente preferida según la presente invención tiene un IVN (índice de viscosidad) de 138 a 142 y ATG (grupos terminales de amina) de 38 a 42.
El delta de higroscopicidad de la poliamida según la invención es como mínimo del 4%, variando ventajosamente del 4 al 10% y de forma más preferida del 5 al 8%.
Agente de biodegradación
Los aditivos de conversión biodegradable se utilizan normalmente para aumentar la velocidad de biodegradación de los polímeros que tienen una velocidad de biodegradación muy lenta. Recientemente se han utilizado varios enfoques, tales como el uso de aditivos oxo-biodegradables, polímeros biodegradables y prodegradantes.
Los aditivos de oxobiodegradación son aquellos que se degradan mediante una combinación de oxidación y biodegradación. La incorporación de oxígeno en el esqueleto polimérico de cadena carbonada da como resultado la formación de grupos funcionales tales como ácidos carboxílicos o hidrocarboxílicos, ésteres, así como aldehídos y alcoholes, que aumentan la hidrofilicidad del polímero. La oxidación se acelera por fotodegradación y termodegradación. La fotodegradación se obtiene por absorción UV y formación de radicales libres.
Los prodegradantes son aditivos capaces de acelerar la reacción del polímero con el oxígeno atmosférico e incorporar átomos de oxígeno en las cadenas poliméricas. Los aditivos prodegradantes de los que más se ha informado son las sales de metales de transición tales como hierro, cobalto y manganeso. Son capaces de catalizar la descomposición de los hidroperóxidos en radicales libres. Otros aditivos degradantes incluyen sales de metales de transición de ésteres de ácidos grasos, amidas y ditiocarbamatos (por ejemplo, estearato de manganeso, acetato de cobalto, estearato de cobalto, oleato cúprico y acetato férrico); ferroceno; óxidos metálicos tales como TiO2 y ZnO; alcoholes o ésteres insaturados; benzofenonas; Y -pironas; p -dicetonas; poliisobutileno; aminas seleccionadas (por ejemplo, hexamina, amina guanidina); peróxidos e hidroperóxidos. Los aditivos mencionados anteriormente no son adecuados para aplicaciones textiles debido a degradación por oxígeno, fotodegradación y termodegradación, lo que da lugar a la reducción de las propiedades durante la vida útil de los textiles. Además, no son respetuosos con el medio ambiente y generan problemas ecotoxicológicos en el suelo.
Los polímeros biodegradables, por otra parte, se utilizan para hacer que el polímero sea biodegradable al biodegradarse rápidamente y, por lo tanto, dejar una estructura porosa y similar a una esponja con un área interfacial alta y una resistencia estructural baja. Después, la matriz polimérica comienza a degradarse por un ataque enzimático, lo que provoca la escisión del polímero en moléculas más pequeñas que los microorganismos digieren más fácilmente. Los enfoques más comunes utilizan polímeros a base de almidón, poli(ácido láctico) (PLA), poli(ácido láctico-coglicólico) (PLGA), poli(carbonato de propileno) (PPC), policaprolactona (PCL), polihidroxialcanoato (PHA), quitosano, gluten, copoliésteres o poliésteres alifático-aromáticos tales como poli(succinato de butileno) (PBS), poli(adipato de butileno) (PBA), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno). Desafortunadamente, se requieren mayores cantidades para hacer que el polímero sea biodegradable; también se necesitan aditivos compatibilizantes y plastificantes.
En la presente invención, el agente de biodegradación se basa preferentemente en aditivos "quimioatrayentes". Estos aditivos atraen a los microorganismos proporcionándoles alimento. También se pueden incluir aditivos adicionales, tales como agentes de hinchamiento, ácido carboxílico, etc.
Los ejemplos de agentes de biodegradación no limitantes adecuados para su uso como agentes de biodegradación en la composición, los procedimientos y los usos de la presente invención se divulgan completamente en la solicitud publicada de patente de Estados Unidos 2008/0103232 de Lake et al. Algunos extractos y el contenido de esta patente pueden representar claramente el agente de biodegradación utilizado en la presente invención.
La poliamida de base biológica de la presente invención proporciona una mayor susceptibilidad a la biodegradación mediante la incorporación de un agente de biodegradación en la fibra de poliamida. El agente de biodegradación es ventajosamente una mezcla maestra que comprende aditivos que incluyen, pero sin limitación:
1. Compuesto quimioatrayente o de quimiotaxis, que es un azúcar, una cumarina, una furanona o mezclas de los mismos,
2. Ácido glutárico o su derivado,
3. Compuesto de ácido carboxílico, que es el ácido hexadecanoico
4. Polímero biodegradable, que se selecciona de entre poli(ácido láctico), poli(ácido láctico-co-glicólico).
poli(carbonato de propileno), policaprolactona, polihidroxialcanoato, quitosano, gluten, uno o más poliésteres alifáticos/aromáticos tales como poli(succinato de butileno), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno), y mezclas de los mismos.
5. Agente de hinchamiento, seleccionado del grupo que consiste en fibra natural, coloide cultivado, ciclodextrina, poli(ácido láctico) y mezclas de los mismos.
En una forma de realización, el agente de biodegradación comprende un agente quimioatrayente o de quimiotaxis para atraer microbios que consisten en azúcares que no son metabolizados por bacterias, cumarina o furanona. Los ejemplos de furanonas incluyen mezclas isoméricas de 3,5-dimetilentenildihidro-2(3H)-furanona, emoxifurano y N-acilhomoserina lactonas, o una combinación de los mismos. Los ejemplos de azúcares incluyen galactosa, galactonato, glucosa, succinato, malato, aspartato, serina, fumarato, ribosa, piruvato, oxalacetato y otras estructuras de azúcar L y estructuras de azúcar D, pero sin limitación. En una forma de realización preferida, se usan quimiotaxis positivas tales como un gránulo de tereftalato de polietileno perfumado, azúcares D de almidón no metabolizados por los microbios o furanona que atrae a los microbios o cualquier combinación de los mismos. En un aspecto, el compuesto de furanona se encuentra en un intervalo igual o superior al 0-20% en peso. En otro aspecto, el compuesto de furanona se encuentra en el 20-40% en peso, o el 40-60% en peso, o el 60-80% en peso o el 80-100% en peso del aditivo total.
En otra forma de realización, el agente de biodegradación comprende un ácido glutárico o su derivado. En un aspecto, el compuesto de ácido glutárico puede ser ácido propilglutárico, por ejemplo, pero sin limitación. El ácido glutárico se encuentra en el intervalo igual o superior al 0-20% en peso del aditivo total. En otro aspecto, el ácido glutárico se encuentra en el 20-40% en peso, o el 40-60% en peso, o el 60-80% en peso o el 80-100% en peso, 20- 40%, 40-60%, 60-80% o 80-100% en peso del aditivo total.
En otra forma de realización más, el compuesto de ácido carboxílico es un compuesto de ácido hexadecanoico y se encuentra en el intervalo igual o superior al 0-20% en peso del aditivo total. En otro aspecto, el ácido hexadecanoico se encuentra en el 20-40% en peso, o el 40-60% en peso, o el 60-80% en peso, 20- 40%, 40-60%, 60-80% o 80-100% en peso del aditivo total.
En otra forma de realización más, el agente de biodegradación comprende un polímero biodegradable que pertenece al grupo de poli(ácido láctico), poli(ácido láctico-co-glicólico), poli(carbonato de propileno), policaprolactona, polihidroxialcanoato, quitosano, gluten, y uno o más poliésteres alifáticos/aromáticos tales como poli(succinato de butileno), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno), y mezclas de los mismos. En una forma de realización preferida, el polímero de biodegradación es un polímero de policaprolactona. El polímero de policaprolactona se puede seleccionar del grupo de: poli-e-caprolactona, policaprolactona, poli(ácido láctico), poli(ácido glicólico), poli(ácido láctico-co-glicólico). El polímero de policaprolactona se encuentra en el intervalo igual o superior al 0-20% en peso del aditivo total. En otro aspecto, la policaprolactona se encuentra en el 20-40% en peso, o el 40-60% en peso, o el 60-80% en peso o el 80-100% en peso, el 20-40%, el 40-60%, el 60-80% o el 80-100% en peso del agente de biodegradación total.
En otra forma de realización más, el agente de hinchamiento está compuesto por un agente de hinchamiento organoléptico tal como fibra natural, coloide cultivado, ciclodextrina, ácido poliláctico, etc. El agente de hinchamiento organoléptico natural o artificial se encuentra en el intervalo igual o superior al 0-20% en peso del aditivo. En un aspecto, el compuesto de furanona se encuentra en el 20-40% en peso, o el 40-60% en peso, o el 60-80% en peso o el 80-100% en peso del agente de biodegradación total.
En una forma de realización preferida, el agente de biodegradación puede comprender una mezcla de un compuesto de furanona, un ácido glutárico, un compuesto de ácido hexadecanoico, un polímero de policaprolactona y un agente de hinchamiento organoléptico (fibra natural, coloide cultivado, ciclodextrina, poli(ácido láctico), etc.).
Los agentes de biodegradación son conocidos por los expertos en la técnica y están disponibles comercialmente como mezclas maestras sólidas, líquidas o en polvo tales como "Eco-One® de EcoLogic® LLC; "SR5300" de ENSO Plastics; "EcoPure" de Bio-Tec Environmental; "granulos de mezcla maestra de ECM" a partir de biopelículas de ECM; "BioSphere" de BiosPhere Plastic; "Enso Restore" de ENSO Plastics; "MECO1" de Hybrid Green.
Una fibra de poliamida de base biológica según la invención tiene una mayor velocidad de biodegradación cuando el agente de biodegradación está presente en una cantidad de aproximadamente el 1,0% al 5,0%, preferentemente de aproximadamente el 2,0 al 3,0% en peso del peso total de la fibra de poliamida. El mejor modo es cuando el agente de biodegradación, en particular la mezcla maestra "Eco-One®" comercial está presente en una cantidad del 1,5% al 2,5% en peso del peso total de la fibra de poliamida.
Se cree que el agente de biodegradación mejora la biodegradabilidad de artículos de poliamida que de otro modo no serían biodegradables por medio de una serie de procesos químicos y biológicos cuando se desechan en un entorno rico en microbios, tal como un vertedero biológicamente activo o digestores anaeróbicos. El proceso de biodegradación comienza con agentes de expansión que, cuando se combinan con calor y humedad, expanden la estructura molecular de la poliamida. El agente de biodegradación hace que la poliamida sea una fuente de alimento atractiva para determinados microbios del suelo, fomentando que la poliamida se consuma más rápidamente que las poliamidas sin el agente de biodegradación. La combinación de los compuestos bioactivos mencionados anteriormente atrae una colonia de microorganismos que rompen los enlaces químicos y metabolizan la poliamida a través de procesos microbianos naturales.
El agente de biodegradación requiere la acción de determinadas enzimas para que comience el proceso de biodegradación, por lo que los artículos de poliamida que contienen el agente de biodegradación no comenzarán a biodegradarse durante el uso previsto del artículo descrito en el presente documento. De hecho, la introducción de un agente biodegradable en la fibra de poliamida de base biológica proporciona una mayor velocidad de biodegradación a la vez que mantiene las propiedades mecánicas y químicas requeridas de la fibra para aplicaciones textiles y durante la vida útil del artículo textil. El proceso de biodegradación tiene lugar de forma aeróbica o anaeróbica en vías de gestión de residuos bien conocidas.
La fibra
La fibra de poliamida biodegradable según la invención tiene ventajosamente un dtex total de aproximadamente 40 a 300 y un dpf (dtex por filamento) de aproximadamente 1 a 5. La tenacidad (a la rotura) es de 30 a 80 cN/dtex. El alargamiento (a la rotura) es del 20% al 90%.
Proceso para la obtención de una fibra de poliamida biodegradable
La invención también proporciona un procedimiento para obtener la fibra de poliamida biodegradable tal como se ha descrito anteriormente. El procedimiento implica introducir al menos un agente de biodegradación en la fibra de poliamida mediante extrusión por hilatura por fusión.
Según la invención, se entiende que la expresión "hilatura por fusión" significa el proceso de extrusión de conversión de la poliamida en una forma fundida en fibras de poliamida. La(s) poliamida(s) puede(n) alimentarse en el dispositivo de hilatura por fusión en forma de gránulo, polvo o masa fundida. El procedimiento incluye cualquier medio de hilatura de extrusión convencional adecuado para la extrusión por hilatura por fusión de poliamida, siendo estos medios bien conocidos por un experto en la técnica, tales como extrusora de un solo tornillo, extrusora de doble tornillo, extrusora bicomponente y cabezal de hilatura de rejilla. La extrusión por hilatura por fusión se define además como LOY (hilo de baja orientación), POY (hilo parcialmente orientado), FDY (hilo completamente estirado), FOY (hilo completamente orientado), LDI (industrial de bajo denier) o HDI (industrial de alto denier).
Según la forma de realización preferida, la extrusión por hilatura por fusión comprende las etapas siguientes:
a1. Alimentación de la poliamida en forma de masa fundida, gránulos o polvo en la entrada de una extrusora de tornillo
a2. Fusión, homogeneización y presurizado de la poliamida,
a3. Hilatura de la poliamida fundida dando una fibra,
a4. Enfriamiento de la fibra y enrollado.
en el que el agente de biodegradación se introduce en continuo durante la etapa a1 en forma de gránulos, polvo o líquido, preferentemente utilizando un aparato de dosificación.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el agente de biodegradación se introduce preferentemente de forma continua durante la etapa a1 de la extrusora de un solo tornillo. Se puede añadir en forma de gránulos, polvo o líquido, por medio de un aparato dosificador tal como una bomba dosificadora o un aparato de alimentación gravimétrica, preferentemente un aparato de alimentación gravimétrica. Según esta forma de realización, el agente de biodegradación se mezcla en estado fundido con la poliamida, antes de la formación de la fibra.
En el procedimiento según la invención, el agente de biodegradación se introduce ventajosamente en una cantidad del 1,0% al 5,0%, preferentemente del 1,5 al 2,5% en peso del peso total de la fibra de poliamida. En una forma de forma de realización particularmente preferida de la presente invención, el agente de biodegradación se introduce en continuo como gránulos por medio de un aparato de alimentación gravimétrica y la cantidad añadida es del 2% en peso del peso total de la fibra de poliamida.
En la etapa a2, la poliamida se funde, se homogeneiza y se presuriza dentro de la extrusora de tornillo, preferentemente a una temperatura de 260 a 310 °C, que es superior a la temperatura de fusión de la poliamida, y a una presión de extrusión de 30 a 70 bar.
Después, según la etapa a3, la poliamida fundida se hila en fibras (o hilos o filamentos) preferentemente a una temperatura de 260 a 310 °C, una presión del paquete de hilatura de 150 a 250 bar y un caudal del paquete de hilatura de 3 a 8 kg. /h, con el uso de un tamiz giratorio que contiene elementos filtrantes y una hilera.
La etapa a4 es la etapa de enfriar las fibras (o hilos o filamentos) hasta que se solidifiquen y enrollar las fibras de poliamida en bobinas. También puede añadirse un aceite de hilatura a la fibra en esta etapa.
En la presente invención, la extrusora puede equiparse con un sistema de dosificación para introducir polímeros y, opcionalmente, aditivos tales como mezclas maestras en el polímero principal, en la etapa a1 y/o a2 y/o a3.
Se pueden introducir aditivos adicionales durante el procedimiento de la invención o estos pueden estar presentes en la poliamida y/o el agente de biodegradación. Los aditivos se seleccionan de entre: plastificantes, antioxidantes, estabilizantes tales como termoestabilizantes o fotoestabilizantes, colorantes, pigmentos, agentes nucleantes tales como talco, agentes matificantes tales como dióxido de titanio o sulfuro de zinc, coadyuvantes de procesamiento, biocidas, modificadores de la viscosidad, catalizadores, minerales emisores de rayos infrarrojos lejanos, aditivos antiestáticos, aditivos funcionales, abrillantadores ópticos, nanocápsulas, antibacterianos, antiácaros, antifúngicos u otros aditivos convencionales. Estos aditivos en general se añaden en el polímero o en la etapa a1 y/o a4 de la extrusión por hilatura por fusión, en una cantidad del 0,001% al 10% en peso del artículo de poliamida.
Artículo de poliamida
La fibra de poliamida según la invención puede transformarse después en un artículo de poliamida, generalmente un tejido textil y/o una prenda de vestir. Un artículo de poliamida según la invención es preferentemente una fibra, una fibrana, un flocado, un tejido, una tela tricotada o no tejida o un artículo textil fabricado de la fibra de poliamida de la invención (definida anteriormente) u obtenido a partir del proceso según la invención. El artículo textil puede ser cualquier artículo textil conocido en la técnica incluidos, pero sin limitación, tela tejida, tela tricotada, tela no tejida, cuerdas, cordones, hilo de coser y similares.
Las ventajas de las fibras de poliamida biodegradables y los artículos fabricados a partir de las mismas según la invención se resumen a continuación:
• La velocidad de biodegradación es sustancialmente mayor que la de un material de referencia idéntico en ausencia del agente de biodegradación, en particular para PA5.6.
• Para PA5.X, la velocidad de biodegradación medida según la norma de ensayo ASTM D5511 es sustancialmente mayor que la de una fibra de poliamida de origen fósil en presencia del agente de biodegradación.
• las propiedades mecánicas y químicas de la fibra de poliamida no se modifican durante la vida útil del artículo textil.
• Los artículos de poliamida muestran una mayor velocidad de biodegradación en comparación con los artículos de poliamida convencionales, lo que da lugar a un ciclo de vida más corto y a problemas de eliminación de residuos reducidos.
• Los artículos de poliamida se pueden obtener a partir de materias primas renovables, contribuyendo así al desarrollo sostenible y produciendo un bajo impacto ambiental.
• El enfoque requiere una cantidad muy baja de agente de biodegradación, a bajo coste y aplicable a cualquier maquinaria de extrusión convencional y bien conocida.
• La degradación solo se activa en entornos ricos en microbiología, tales como vertederos, digestores o entornos de compostaje.
Otros detalles o ventajas de la invención serán más claramente evidentes a la luz de los ejemplos que se proporcionan a continuación.
Breve descripción de la figura
La figura 1 es el gráfico de biodegradabilidad según la norma ASTM D5511 para la tabla 1 de los ejemplos siguientes.
Ejemplos
Se forman y se evalúan una serie de artículos de poliamida (Ejemplos 1 a 4), incluidos artículos de poliamida comparativos (Ejemplos 3 y 4) y un control (Ejemplo 2), para determinar sus propiedades mecánicas, fotooxidación, biodegradación, contenido de carbono renovable, IVN (viscosidad índice), ATG (grupos amino terminales) y CTG (grupos terminales carboxílicos).
Contenido de grupos amino terminales (ATG)
El contenido de grupos amino terminales (ATG) se determinó mediante un procedimiento de valoración potenciométrica. Se añade la cantidad de 2 gramos de poliamida a aproximadamente 70 ml de fenol al 90% en peso.
La mezcla se mantiene en agitación y a una temperatura de 40°C hasta la completa disolución de la poliamida. Después, la solución se valora con HCl 0,1 N a aproximadamente 25 °C. El resultado se notifica como equivalentes/ton (eq/ton). En el caso de analizar fibras y artículos, debe eliminarse previamente cualquier residuo o terminación del hilado.
Viscosidad en solución (IVN)
La determinación de la viscosidad en solución (IVN) se realiza según la norma ISO 307. La poliamida se disuelve en ácido fórmico al 90% en peso a 25 °C a una concentración de 0,005 g/ml y se mide su tiempo de fluidez. El resultado se notifica como ml/g.
Contenido de grupos terminales carboxílicos (CTG)
El contenido de grupos terminales carboxílicos (CTG) se determinó mediante un procedimiento de valoración. Se añade la cantidad de 4 gramos de poliamida a unos 80 ml de alcohol bencílico. La mezcla se mantiene en agitación y a una temperatura de 200 °C hasta la completa disolución de la poliamida. Después, la solución se valora con hidróxido de potasio 0,1 N en etilenglicol. El resultado se notifica como equivalentes/tonelada (eq/ton). En el caso de analizar fibras y artículos, debe eliminarse previamente cualquier residuo o terminación del hilado.
Norma ASTM D5511- Biodegradación en digestor anaeróbico
Norma ASTM D5511/ ISO 15985: Se añade una pequeña cantidad de elemento de ensayo a una gran cantidad de inóculo altamente activo que se ha estabilizado antes del inicio del ensayo de biodegradación. El inóculo consiste en residuos obtenidos directamente de una unidad de biogasificación con alto contenido de sólidos o obtenidos después de la deshidratación de lodos anaeróbicos. Se proporcionan las condiciones óptimas y la mezcla se deja fermentar por lotes. El volumen de biogás producido se mide y se utiliza para calcular el porcentaje de biodegradación basado en la conversión de carbono.
Norma ASTM D6866- Contenido de base biológica renovable
El contenido de base biológica o renovable de un producto es la cantidad de carbono de base biológica en el material como fracción en peso (masa) o porcentaje en peso (masa) del carbono orgánico total en el material o producto. La aplicación de la norma ASTM D6866 para derivar "contenido de base biológica" se basa en los mismos conceptos que la datación por radiocarbono. Se realiza derivando una relación de la cantidad de radiocarbono (14C) en una muestra desconocida con respecto a la de un patrón de referencia moderno. La relación se notifica como porcentaje con las unidades ''pMC'' (porcentaje de carbono moderno). Si el material que se analiza es una mezcla de radiocarbono actual y carbono fósil (es decir, que no contiene radiocarbono), el valor pMC obtenido se correlaciona directamente con la cantidad de material de biomasa presente en la muestra.
Fotooxidación: norma ISO 105 B06
Este procedimiento mide el efecto de la luz artificial sobre las propiedades textiles y pretende imitar las condiciones diurnas/nocturnas del envejecimiento. El artículo se expone a una luz artificial (por ejemplo, una lámpara de atenuación de arco de xenón) durante un periodo de tiempo (por ejemplo, 72 horas) y condiciones específicas (45 °C, 60% de humedad relativa). En el presente estudio, las propiedades mecánicas se evaluaron antes y después de la exposición.
Higroscopicidad
Se disponen aproximadamente 2 gramos de muestra en una botella de pesaje y se secan durante 2 horas a 105 °C (peso W3). A continuación, la botella de pesaje se dispone en una cámara climática durante 24 h a 20 °C y el 65% de HR. Se vuelve a medir el peso de la muestra (peso W1). A continuación, la botella de pesaje se dispone en una cámara climática durante 24 h a 30 °C y el 90% de HR. Se vuelve a medir el peso de la muestra (peso W2). El delta de higroscopicidad se mide mediante la ecuación siguiente. MR1 = (W1 - W3) / W3, MR2 = (W2 - W3) / W3. La diferencia de la tasa de absorción de humedad se obtiene mediante A MR (%) = MR2 - MR1.
Ejemplo de la invención- Ejemplo 1- Poliamida 5.6 con el 2% de agente de biodegradación
Se produjo una fibra de poliamida de base biológica mediante extrusión por hilatura por fusión a partir de gránulos de poliamida 5.6 y un agente biodegradable.
El gránulo de poliamida 5.6 es una poliamida disponible en el mercado de Cathay Biotech con la marca registrada Terryl®. El IVN es de 138 a 142, el ATG de 38 a 42 y el CTG de 65 a 75 medidos según la metodología divulgada en el presente documento.
El agente biodegradable es una mezcla maestra comercialmente disponible de EcoLogic® LLC, con la marca registrada Eco-One®.
El agente biodegradable se introdujo en continuo durante la etapa a l de la extrusora de un solo tornillo como un gránulo de mezcla maestra utilizando un aparato de alimentación gravimétrica. En la etapa a2, la mezcla de poliamida se fundió, se homogeneizó y se presurizó dentro de la extrusora de tornillo a una temperatura de aproximadamente 290 °C ya una presión de extrusión de aproximadamente 50 bar. Después, según la etapa a3, la mezcla fundida de poliamidas se hiló en hilo multifilamento a una presión del paquete de hilatura de aproximadamente 200 bar y a un caudal del paquete de hilatura de aproximadamente 5 kg/h. En la etapa a4, la mezcla de fibras de poliamida se solidificó y se enrolló en bobinas a 4200 m/min. El agente biodegradable se añadió en continuo en la etapa a1 como el 2% en peso de la mezcla de poliamida total. Las mezclas de poliamida multifilamento obtenidas se texturizaron adicionalmente a una densidad lineal de 1x80f68 dtex y se tricotaron dando un tejido.
Ejemplo de control 2 - Poliamida 5.6 sin agente de biodegradación
Se produjo una fibra de poliamida de base biológica mediante extrusión por hilatura por fusión a partir de gránulos de poliamida 5.6 de forma similar a las condiciones descritas en el ejemplo 1 pero sin el agente de biodegradación. Ejemplo comparativo 3 - Poliamida 6.6 con el 2% de agente de biodegradación
Se produjo una fibra de poliamida a base de combustible mediante extrusión por hilatura por fusión a partir de gránulos de poliamida 6.6 y con el mismo proceso y agente biodegradable que se describe en el ejemplo 1. El gránulo de poliamida 6.6 se produjo en Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda. Se produce a partir de la polimerización de una sal de nailon que contiene principalmente hexametilendiamina y ácido adípico. El IVN (índice de viscosidad) es de 128 a 132, y ATG (grupos amina terminales) de 40 a 45, medido según la metodología divulgada en el presente documento.
Ejemplo comparativo 4 - Poliamida 6.6 sin agente de biodegradación
Se produjo una fibra de poliamida basada en combustible mediante extrusión por hilatura por fusión a partir de gránulos de poliamida 6.6 de forma similar a las condiciones descritas en el ejemplo 3 pero sin el agente de biodegradación.
Estudio de la biodegradabilidad: norma ASTM D5511
TABLA 1- Resultados después de 300 días
La figura 1 muestra el gráfico.
Estudio del contenido de base biológica: norma ASTM D6866
TABLA 2 - Resultados de base biológica
Estudio de las propiedades mecánicas antes y después de la fotooxidación - Norma ISO 105 B06
Estudio de las propiedades del hilo con y sin el agente de biodegradación
TABLA 4 - Propiedades del hilo
Estudio de la higroscopicidad de poliamidas
TABLA 5- Higroscopicidad
CONCLUSIÓN
El análisis de biodegradabilidad de la norma ASTM D5511 (Tabla 1) muestra que el agente de biodegradación mejora la biodegradabilidad de la poliamida 5.6 de base biológica en al menos el 15,5% en 300 días, y se puede proyectar al 90% en 5 años o menos, si se considera el mismo ritmo creciente. La biodegradabilidad mejorada es suficiente para reducir significativamente el impacto ambiental sin afectar a las propiedades originales de la poliamida. El tiempo de biodegradación se reduce así sorprendentemente desde > 50 años (tiempo de biodegradación esperado para la poliamida virgen) hasta un mínimo de 5 años o menos.
La poliamida 5.6 reveló una sinergia positiva con el agente de biodegradación, con una velocidad de biodegradación más alta (11,5% más alta) que la poliamida 6.6 convencional en presencia del agente.
Con respecto al contenido de carbono de base biológica, el ejemplo de la invención (ejemplo 1) confirma claramente que el carbono renovable es de hecho más del 40% (tabla 2), y la muestra comparable de poliamida 66 es cero, lo que significa que el carbono de la poliamida 5.6 es de base biológica en lugar del de la PA 6.6 basado en combustibles fósiles.
Las tablas 3 y 4 no muestran una reducción significativa de las propiedades químicas y mecánicas. Las características del polímero, tales como la viscosidad y grupos terminales, se mantienen invariables, lo que significa que la capacidad de tinción, la tenacidad y el alargamiento no se ven significativamente afectados.
Claims (9)
1. Una fibra de poliamida biodegradable que comprende:
• Una poliamida que tiene un delta de higroscopicidad, que es la diferencia entre la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 30 °C y el 90% de humedad relativa (HR) y la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 20 °C y el 65% de humedad relativa (HR), de al menos el 4%, siendo la poliamida una poliamida 5.X, en la que X es un número entero de 4 a 6; o una poliamida modificada químicamente mediante la adición de modificadores hidrofílicos; o mediante la copolimerización de dicha poliamida con grupos oxietileno o grupos poliéteramina;
• Un agente de biodegradación, comprendiendo el agente de biodegradación al menos uno de los siguientes componentes:
a. Compuesto quimioatrayente o de quimiotaxis, que es un azúcar, una cumarina, una furanona o mezclas de los mismos,
b. Ácido glutárico o su derivado,
c. Compuesto de ácido carboxílico, que es el ácido hexadecanoico
d. Polímero biodegradable, que se selecciona de entre poli(ácido láctico), poli(ácido láctico-co-glicólico), poli(carbonato de propileno), policaprolactona, polihidroxialcanoato, quitosano, gluten, uno o más poliésteres alifáticos/aromáticos tales como poli(succinato de butileno), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno), y mezclas de los mismos.
e. Agente de hinchamiento, seleccionado del grupo que consiste en fibra natural, coloide cultivado, ciclodextrina, poli(ácido láctico) y mezclas de los mismos.
2. Una fibra de poliamida biodegradable según la reivindicación 1, en la que la poliamida se selecciona del grupo que consiste en poliamida 4, poliamida 4.6, poliamida 4.10; poliamida 5.10; poliamida 6, poliamida 6.6, poliamida 6.9, poliamida 6.10; poliamida 6.12; poliamida 10.10; poliamida 10.12; poliamida 11; poliamida 12; poliamida 12.12; y mezclas de las mismas, que están modificadas mediante la adición de modificadores hidrófilos tales como polímeros hidrosolubles tales como polivinilpirrolidona, grupos polares de sulfonato tales como ácido sulfónico orgánico; o mediante la copolimerización de dicha poliamida con grupos oxietileno o grupos poliéteramina.
3. Una fibra de poliamida biodegradable según la reivindicación 1, en la que la poliamida es la poliamida 5.6.
4. Una fibra de poliamida biodegradable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el agente de biodegradación está presente en una cantidad que varía del 0,5% al 5,0%, preferentemente del 1,0 al 3,0% en peso del peso total de la fibra de poliamida.
5. Una fibra de poliamida biodegradable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el agente de biodegradación comprende ácido glutárico o un derivado del mismo, preferentemente ácido propilglutárico.
6. Un procedimiento para obtener una fibra de poliamida biodegradable tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la fibra de poliamida se obtiene mediante extrusión por hilatura por fusión de al menos:
• la poliamida que tiene un delta de higroscopicidad de al menos 4%,
• el agente de biodegradación.
7. Un procedimiento según la reivindicación 6, en el que la extrusión por hilatura por fusión comprende las etapas siguientes:
a1. Alimentación de la poliamida como masa fundida, gránulos o polvo en la entrada de una extrusora de tornillo, a2. Fusión, homogeneización y presurizado de la poliamida,
a3. Hilatura de la poliamida fundida dando una fibra,
a4. Refrigeración de la fibra y enrollado.
en el que el agente de biodegradación se introduce en continuo y homogéneamente durante la etapa a1 en forma de líquido, gránulos o polvo, preferentemente utilizando un aparato de dosificación.
8. Un artículo de poliamida que comprende una fibra de poliamida biodegradable tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 u obtenido a partir del proceso tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en el que el artículo de poliamida es una fibra, una fibra cortada, un flocado, un tejido, una tela tricotada o no tejida o un artículo textil fabricado.
9. Uso en una fibra de poliamida de una poliamida que tenga un delta de higroscopicidad de al menos el 4%, que es la diferencia entre la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 30 °C y el 90% de humedad relativa (HR) y la tasa de absorción de humedad de la poliamida después de 24 h a 20 °C y el 65% de humedad relativa (HR), en combinación con un agente de biodegradación para mejorar las propiedades de biodegradabilidad de la fibra de poliamida fabricada a partir de la misma, siendo la poliamida una poliamida 5.X, en la que X es un número
entero de 4 a 6; o una poliamida modificada químicamente mediante la adición de modificadores hidrofílicos; o mediante la copolimerización de dicha poliamida con grupos oxietileno o grupos poliéteramina; y en la que el agente de biodegradación comprende al menos uno de los siguientes componentes:
a. Compuesto quimioatrayente o de quimiotaxis, que es un azúcar, una cumarina, una furanona o mezclas de los mismos,
b. Ácido glutárico o su derivado,
c. Compuesto de ácido carboxílico, que es el ácido hexadecanoico,
d. Polímero biodegradable, que se selecciona de entre poli(ácido láctico), poli(ácido láctico-co-glicólico), poli(carbonato de propileno), policaprolactona, polihidroxialcanoato, quitosano, gluten, uno o más poliésteres alifáticos/aromáticos tales como poli(succinato de butileno), poli(succinato-adipato de butileno), poli(succinato-sebacato de butileno) o poli(tereftalato-co-adipato de butileno), y mezclas de los mismos,
e. Agente de hinchamiento, seleccionado del grupo que consiste en fibra natural, coloide cultivado, ciclodextrina, poli(ácido láctico) y mezclas de los mismos.
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