ES2937975T3

ES2937975T3 - Método para teñir un artículo textil realizado en poliéster modificado

Info

Publication number: ES2937975T3
Application number: ES20700933T
Authority: ES
Inventors: Nerino Grassi; Mauro Zaltieri
Original assignee: Golden Lady Co SpA
Current assignee: Golden Lady Co SpA
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2023-04-03
Anticipated expiration: 2040-01-22
Also published as: EP3914438B1; PL3914438T3; EP3914438A1; WO2020152225A1

Abstract

Se describe un método para teñir un artículo textil que comprende un terpolímero que consiste en poliéster funcionalizado con poliéter amina, para obtener un hilo con propiedades de tintura mejoradas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para teñir un artículo textil realizado en poliéster modificado

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de los polímeros. En particular, aspectos dados a conocer en la presente memoria se refieren a mejoras de métodos para producir o procesar polímeros para producir hebras sintéticas, fibras e hilos, por ejemplo para producir artículos tejidos, no tejidos u otros artículos textiles. Específicamente, algunos aspectos de la presente invención se refieren a mejoras de métodos para teñir fibras o hilos textiles de polímero u otros artículos textiles, en particular basados en poliésteres y específicamente en tereftalato de polietileno (en lo sucesivo en la presente memoria también denominado PET).

Estado de la técnica

En la producción de artículos textiles, por ejemplo para ropas, mobiliario, automoción y otros campos, se conocen procedimientos para el teñido de fibras después de la extrusión de las mismas. Con este fin, la fibra se teje en torno a tubos para teñido para formar rollos o bobinas de fibra, que después se apilan unos sobre otros en un contenedor de una máquina de teñido. El contenedor está cerrado y se hace circular dentro del mismo un baño de tinte. En algunos casos, tiene lugar la tinción del hilo para prendas de ropa, es decir, después de que la fibra o hilo se haya transformado en un producto acabado o semiacabado o en un artículo textil. En este caso, en primer lugar se produce el artículo textil en la forma de una prenda, trozo u otro artículo semiacabado. A continuación, se introduce la prenda en la máquina de teñido.

Habitualmente, el baño de teñido presenta temperaturas elevadas, más elevadas que la temperatura de ebullición a presión ambiente. Por lo tanto, para alcanzar la temperatura requerida para el teñido, se requieren máquinas presurizadas. Normalmente, el teñido de fibras a base de PET tiene lugar a temperaturas que, en algunas etapas del ciclo, son de aproximadamente 130°C.

Las condiciones de temperatura y presión elevadas se mantienen durante un tiempo considerablemente prolongado, por ejemplo durante unas cuantas horas.

Se entiende que el procedimiento de teñido es un procedimiento de consumo energético particularmente alto.

Con el fin de conseguir algunas ventajas, incluyendo la posibilidad de teñir a temperaturas más bajas, típicamente inferiores a 100°C y, por lo tanto, a presión ambiente, se han desarrollado poliésteres catiónicos que requieren temperaturas máximas del ciclo de teñido del orden de 98°C. Sin embargo, dichos polímeros modificados requieren tiempos de teñido que son aproximadamente el doble de los requeridos para teñir PET no modificado. Lo anterior presenta un impacto negativo sobre el consumo de energía, ya que las temperaturas más bajas requeridas deben mantenerse, sin embargo, durante tiempos más largos.

También resulta necesario utilizar un vehículo para acelerar el procedimiento de teñido, en combinación con el tinte. La cantidad de tinte requerida es considerablemente más alta que la cantidad requerida para teñir PET estándar. Todo lo anterior presenta un impacto negativo sobre el coste de los materiales consumibles y un impacto medioambiental que no es despreciable.

Además, el PET catiónico tiene un coste aproximadamente 25 % a 35 % superior al del PET estándar. Ello anula o, como mínimo, reduce, el beneficio económico del ahorro energético en la etapa de teñido.

El producto textil obtenido del teñido de PET catiónico presenta una mala calidad de teñido. El tinte no se encuentra bien fijado a la fibra.

Los documentos n.° WO01/34693 y n.° WO2018/154403 dan a conocer la utilización de PET modificado para la producción de un artículo textil. Beyene Duecha: "Anionic dyeability of polyester fabric by chemical surface modification", 30 de septiembre de 2017, XP055620214 y Mazeyar Parvinzadeh et al., "Surface and bulk modification of synthetic textiles to improve dyeability", en: Textile Dyeing, 14 de diciembre de 2011, XP055620217, ISBN: 978 953-30-7565-5: DOI: 10.5772/18706 se refiere a polímeros con propiedades teñido mejoradas.

Por lo tanto, existe una necesidad vigente de reducir los costes de producción y los consumos energéticos que implica teñir fibras para el uso textil, en particular fibras de polímero, para obtener productos de calidad alta.

Sumario

Inesperadamente se ha encontrado que un PET con una cadena de tereftalato de polietileno que ha sido modificada con la introducción de por lo menos una poliéter amina puede tintarse a temperaturas bajas, que pueden alcanzarse a presión ambiente, en tiempos comparables a los requeridos para el teñido presurizado de PET estándar (no modificado). El coste de un PET modificado con una poliéter amina puede estar comprendido, en algunos casos, entre el coste del PET estándar y el coste de PET catiónicos más caros, con la consecuente reducción del coste del producto acabado.

El terpolímero que comprende los monómeros que forman el PET en combinación con poliéter amina puede obtenerse mediante un procedimiento de polimerización partiendo de tres componentes de los que está formado. En este caso, el PET funcionalizado con poliéter amina puede estar disponible en forma de gránulos o virutas. El terpolímero se funde y extruye para producir fibra. En otras realizaciones, el terpolímero, es decir, el PET funcionalizado con poliéter amina, se obtiene a partir de PET previamente producido mediante un procedimiento de polimerización, procediendo a fundir el PET en presencia de poliéter amina. El procedimiento puede ser un procedimiento de extrusión reactiva, en el que se pone en contacto un PET estándar con poliéter amina a temperatura y presión elevadas y la masa fundida que comprende ambos constituyentes se extruye, obteniendo la fibra o hilo.

Por lo tanto, según un aspecto, la presente invención se refiere a un método para teñir un artículo textil realizado por lo menos parcialmente en una fibra de polímero o un hilo de polímero, según la reivindicación 1. Se proporcionan características adicionales de realizaciones ventajosas del método según la invención en las reivindicaciones dependientes.

En el presente contexto, la expresión "artículo textil" pretende referirse genéricamente a un artículo semiacabado o acabado, en forma de fibra o de prenda de ropa. Por ejemplo, el artículo textil puede ser una hebra o hilo, una mecha, una prenda de ropa, un trozo de tejido tejido o no tejido, destinado a operaciones de conversión posteriores, tales como el corte y el cosido.

Según todavía otro aspecto, la invención se refiere a un método para teñir un artículo textil realizado por lo menos parcialmente en una fibra de polímero o un hilo de polímero, que comprende las etapas de:

introducir un artículo textil que comprende un tereftalato de polietileno y una poliéter amina, por ejemplo en la forma de fibras y/o hebras o hilos, en un baño de teñido;

teñir el artículo textil a una temperatura del baño de teñido no superior a 100°C y preferentemente superior a 70°C, preferentemente superior a 80°C, más preferentemente comprendida, por ejemplo, entre aproximadamente 90°C y aproximadamente 99°C, de manera que puede llevarse a cabo dicha etapa de teñido a presión ambiente.

El artículo textil puede ser un empaquetado de fibra o hilo, por ejemplo, un rollo o una bobina. En otras realizaciones, el artículo o producto textil puede ser un artículo textil de punto o tejido, o un artículo textil no tejido, o cualquier otro artículo textil que utilice fibras, hebras o hilos realizados en el polímero anteriormente indicado que comprende PET funcionalizado con poliéter amina. El artículo puede ser una prenda de ropa acabada y, por lo tanto, no destinada a someterse a operaciones adicionales de corte, cosido o similar. En otras realizaciones, el artículo textil puede ser un artículo semiacabado destinado a someterse a conversiones adicionales de la forma, tales como el corte y/o ensamblaje con otros componentes con el fin de obtener el producto acabado. Por lo tanto, el artículo textil también puede ser un trozo de tejido tejido o no tejido.

El término "fibra" o "hilo" tal como se utiliza en la presente memoria puede indicar en particular un artículo sustancialmente unidimensional, que puede estar formado por hebras hiladas o por filamentos continuos simples o múltiples. De esta manera, una fibra o un hilo puede consistir en hebras discontinuas (por ejemplo, hebras cortadas) hiladas para formar un artículo sustancialmente continuo, o en uno o más filamentos continuos, obtenidos mediante extrusión de una masa de polímero, por ejemplo mediante un extrusor o una máquina de estirado.

La utilización de poliéter aminas como moléculas para la funcionalización de polímeros es conocida. Los documentos n.° WO2014/057364 y n.° WO2015/001515 dan a conocer métodos para producir poliamidas modificadas, que comprenden nilón y una poliéter diamina, para incrementar la reabsorción de humedad, es decir, la capacidad de absorber y retener la humedad. En particular, se proponen dichas poliamidas modificadas para mejorar la calidad al tacto de tejidos y prendas de ropa obtenidas con ellas. Sin embargo, dichos documentos se refieren a una familia diferente de polímeros y proponen la utilización de poliéter aminas con fines diferentes. El documento n.° WO2018154403 da a conocer PET funcionalizado con poliéter aminas con el fin de conseguir propiedades biocidas. Sin embargo, en dicha publicación no se dan a conocer propiedades particulares referidas a la tintabilidad de los hilos obtenidos con dicho PET modificado.

La introducción de por lo menos una poliéter amina en la cadena a base de tereftalato de polietileno mejora las propiedades de tintabilidad, simplificando el ciclo de teñido, reduciendo sus costes en términos de consumo de energía y permitiendo el funcionamiento bajo condiciones menos onerosas.

Preferentemente, la poliéter amina se posiciona principalmente como extremo terminal de cadena en el tereftalato de polietileno, con un extremo aminoterminal libre (NH²).

La poliéter amina puede ser una poliéter monoamina.

En realizaciones actualmente preferentes, la poliéter amina comprende más de un grupo amino y puede ser, por lo tanto, una poliéter diamina o una poliéter triamina.

La poliéter amina puede encontrarse presente en un porcentaje en peso igual a por lo menos aproximadamente 1 %, preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 2 %, más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 5 %, con respecto al peso total del poliéster. En realizaciones descritas en la presente memoria, la poliéter amina puede encontrarse presente en una cantidad en peso no superior a aproximadamente 50 %, preferentemente no superior a aproximadamente 30 %, más preferentemente no superior a aproximadamente 25 %, todavía más preferentemente no superior a aproximadamente 20 %, con respecto al peso total del poliéster. Por ejemplo, el porcentaje en peso de la poliéter amina en el poliéster puede encontrarse comprendida entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 50 %, preferentemente entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 25 %. En algunas realizaciones, el poliéster comprende un porcentaje de poliéter amina comprendido entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 20 %, por ejemplo entre aproximadamente 2 % y aproximadamente 20 %, o entre aproximadamente 2,5 % y aproximadamente 15 %.

En algunas realizaciones, el poliéster puede comprender un porcentaje de tereftalato de polietileno de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, preferentemente de por lo menos aproximadamente 60 % en peso, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 70 % en peso, todavía más preferentemente de por lo menos aproximadamente 80 % en peso, con respecto al peso total del poliéster. En realizaciones descritas en la presente memoria, el porcentaje en peso de tereftalato de polietileno es no superior a aproximadamente 99 %, preferentemente es no superior a aproximadamente 98 % en peso, todavía más preferentemnete es no superior a aproximadamente 95 % en peso, con respecto al peso total del poliéster. Por ejemplo, el poliéster puede comprender entre aproximadamente 50 % y aproximadamente 99 % en peso, preferentemente entre aproximadamente 75 % y aproximadamente 99 % en peso, por ejemplo entre aproximadamente 80 % y aproximadamente 99 % en peso, o entre aproximadamente 80 % y aproximadamente 98 %, o entre aproximadamente 85 % y aproximadamente 97,5 % en peso de tereftalato de polietileno.

En algunas realizaciones, la poliéter amina presenta un peso molecular medio ponderado (Mw) igual a por lo menos aproximadamente 500, preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 800, más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 1000, todavía más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 1500, y preferentemente no superior a aproximadamente 5000, más preferentemente no superior a aproximadamente 3000, por ejemplo comprendido entre 1500 y 2800.

La fibra o hilo realizado en PET modificado y teñido según los métodos descritos en la presente memoria puede comprender únicamente poliéster que contiene tereftalato de polietileno y por lo menos una poliéter amina, tal como se ha indicado anteriormente, aunque en algunas realizaciones, la fibra o hilo puede contener uno o más componentes adicionales además del poliéster modificado que contiene PET y poliéter amina. En realizaciones ejemplares, pueden combinarse diferentes polímeros con el PET que contiene poliéster y la poliéter amina. Por ejemplo, algunas realizaciones pueden presentar hebras o hilos bicomponente, en las que uno de los componentes consiste en un 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 bicomponente pueden comprender, por ejemplo, un porcentaje en peso de poliéster, que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, en un porcentaje igual a por lo menos aproximadamente 40 % en peso, preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 50 % en peso, todavía más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 60 % en peso con respecto al peso total del producto textil.

Las hebras, filamentos, fibras o hilos producidos con poliéster modificado, que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina tal como se indica en la presente memoria, pueden utilizarse sin modificación o en una mezcla con otras hebras, filamentos, fibras o hilos 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 encontrarse presente en un porcentaje en peso igual a por lo menos aproximadamente 10 %, preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 50 %, más preferentemente igual a por lo menos 60 % o 70 %. Preferentemente, dicho porcentaje es no superior a aproximadamente 95 %, más preferentemente no superior a aproximadamente 80 % del peso total del producto textil.

Según un aspecto adicional, en la presente memoria se da a conocer un uso de un poliéster que contiene tereftalato de polietileno y por lo menos una poliéter amina, para producir un producto o artículo con la propiedad de fácil tintabilidad a presión ambiente.

Según un aspecto adicional, en la presente memoria se da a conocer un método para conferir una propiedad mejorada de tintabilidad a un poliéster que contiene tereftalato de polietileno, en el que el método comprende la etapa de introducir una poliéter amina en la cadena del tereftalato de polietileno, por ejemplo en un procedimiento de polimerización, o posteriormente en un procedimiento de polimerización, causando la reacción entre el poliéster previamente polimerizado y la poliéter amina.

Según un aspecto todavía adicional, se describe un método para producir un poliéster, en particular un poliéster modificado con una propiedad mejorada de tintabilidad, que comprende hacer reaccionar ácido tereftálico, etilenglicol y una poliéter amina a temperaturas y presiones suficientes para causar la polimerización y formación de poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina.

En algunas realizaciones, el método comprende las etapas de:

hacer reaccionar ácido tereftálico y etilenglicol con exceso de etilenglicol para obtener tereftalato de polietileno con grupos carboxilo terminales,

hacer reaccionar los grupos carboxilo terminales con poliéter amina y obtener poliéster que contiene una cadena de tereftalato de polietileno y poliéter amina.

Según otras realizaciones, el método proporciona la modificación de un poliéster previamente polimerizado, con el fin de introducir por lo menos una poliéter amina en la cadena de tereftalato de polietileno. El método puede comprender la etapa de hacer reaccionar tereftalato de polietileno con una poliéter amina y obtener un poliéster que presenta una propiedad mejorada de tintabilidad y que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina. El método puede, por ejemplo, implementarse en un extrusor para producir una fibra monofilamento o multifilamento continua, realizada en tereftalato de polietileno modificado con poliéter amina, que presenta una propiedad mejorada de tintabilidad, partiendo de poliéster que contiene tereftalato de polietileno, por ejemplo en la forma de virutas, gránulos o similares, al que se añade, directamente en el extrusor o en un recipiente separado del extrusor y, por ejemplo, en conexión de fluidos con el mismo, una cantidad adecuada de por lo menos una poliéter amina. El poliéster reacciona con la poliéter amina y el poliéster modificado de esta manera se extruye, formando un artículo semiacabado, por ejemplo, una hebra, para aplicaciones textiles o similares.

Con el fin de facilitar la reacción entre el tereftalato de polietileno previamente polimerizado y la poliéter amina, en algunas realizaciones el método puede comprender la etapa de añadir un agente injertador o un agente de extensión de cadena. El método puede comprender las etapas de hacer reaccionar el agente injertador o el agente de extensión de cadena con el tereftalato de polietileno para obtener un tereftalato de polietileno funcionalizado, y de hacer reaccionar el tereftalato de polietileno funcionalizado con la poliéter amina.

Según un aspecto adicional, la invención se refiere a la utilización de una fibra o hebra de poliéster que contiene tereftalato de polietileno y por lo menos una poliéter amina, para producir un hilo o hebra que se somete a teñido a presión ambiente.

En algunas realizaciones, la poliéter amina presenta por lo menos dos grupos amino (NH²), uno de los cuales se utiliza para la reacción con el tereftalato de polietileno y la formación de un enlace covalente con la cadena del poliéster, mientras que el otro sigue disponible en la cadena de polímero resultante.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describe la invención en referencia a una serie de realizaciones ejemplares y de resultados que pueden conseguirse con la misma, ilustrada en los dibujos adjuntos, en los que:

la fig. 1 muestra un ciclo de teñido con un PET estándar en una primera realización;

la fig. 2 muestra un ciclo de teñido con un PET catiónico en una primera realización;

la fig. 3 muestra un ciclo de teñido con un PET funcionalizado con poliéter amina según la presente descripción en una primera realización;

la fig. 4 muestra un ciclo de teñido con un PET estándar en una segunda realización;

la fig. 5 muestra un ciclo de teñido con un PET catiónico en una segunda realización; y

la fig. 6 muestra un ciclo de teñido con un PET funcionalizado con poliéter amina según la presente descripción en una segunda realización;

Descripción detallada

En la descripción detallada siguiente de ejemplos de realizaciones, la referencia a "una realización" o a "la realización" o a "algunas realizaciones" se refiere a que una característica, estructura o elemento particular indicado en relación a una realización se encuentra incluido en por lo menos una realización del objeto descrito. Por lo tanto, la expresión "en una realización" o "en la realización" o "en algunas realizaciones" en diversos puntos de la descripción no se refiere necesariamente a la misma realización o a las mismas realizaciones. Además, las características, estructuras o elementos particulares pueden combinarse de cualquier manera apropiada en una o más realizaciones.

Los cocientes, concentraciones, cantidades y otros datos numéricos ilustrados y mencionados en la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas pueden expresarse en la forma de intervalos. Debe entenderse que dicha forma de expresión se utiliza por comodidad y brevedad. Debe entenderse en el sentido de que un intervalo comprende únicamente los datos numéricos indicados explícitamente como límites del intervalo. Por el contrario, un intervalo de valores debe entenderse como extensivo 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 entre aproximadamente A y aproximadamente B" da a conocer no solo el intervalo definido por los extremos A y B, sino también cualquier subintervalo entre "aproximadamente X y aproximadamente Y", en el que X e Y son valores contenidos entre A y B.

En el caso de que se defina un contenido de una sustancia A en un grupo B de sustancias 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 grupo B con una cantidad comprendida en una pluralidad de intervalos cada uno de los cuales está definido por un par de uno cualquiera de los valores mínimos y uno cualquiera de los valores máximos. Por ejemplo, la definición "que contiene por lo menos x %, preferentemente por lo 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 dichos intervalos comprende, además, cada subintervalo definido entre sus límites máximo y mínimo.

El término "aproximadamente" puede comprender redondear a las cifras significativas de los valores numéricos.

El término "aproximadamente" tal como se utiliza en la presente memoria en referencia a un valor numérico o un intervalo de valores numéricos permite un grado de variabilidad del valor numérico o del intervalo, por ejemplo, dentro del 10 %, o dentro del 5 % del valor numérico indicado o del límite indicado de un intervalo.

Según realizaciones descritas en la presente memoria, para obtener un polímero basado en poliéster que contiene tereftalato de polietileno (PET) con una tintabilidad mejorada, se utiliza una 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, mediante una reacción de polimerización por lotes o continua, durante la cual se añade por lo menos una poliéter amina.

Posteriormente se indican ejemplos de poliéter aminas, y en particular de poliéter diaminas y poliéter triaminas que pueden utilizarse en los métodos y en los productos indicados en la presente memoria.

En algunas realizaciones, el método proporciona reaccionar ácido tereftálico y etilenglicol con un exceso de etilenglicol con el fin de obtener tereftalato de polietileno con grupos carboxilo terminales, según 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 obtenido de esta manera se hace reaccionar con una poliéter diamina, obteniendo tereftalato de polietileno modificado con grupos terminales NH², según la reacción:

en la que H²N-R-NH²es una poliéter diamina genérica, ejemplos de la cual se proporcionan posteriormente 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 obtenido de esta manera puede encontrarse en forma de gránulos, virutas u otra forma adecuada, y puede utilizarse en procedimientos de producción posteriores, por ejemplo para el moldeo, la inyección, el comoldeo, la extrusión, el soplado, etc.

En particular, el poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina obtenido de esta manea puede fundirse y extruirse para obtener fibras monofilamento o multifilamento, como productos semiacabados para la producción posterior de artículos textiles. Los filamentos continuos pueden cortarse en fibras, que seguidamente pueden utilizarse para producir tejidos no tejidos, o pueden hilarse para obtener filamentos continuos.

En otras realizaciones, el poliéster modificado puede producirse a partir de tereftalato de polietileno polimerizado previamente, por ejemplo, en la forma de virutas, gránulos o similares, causando una reacción de funcionalización, a través de la que reaccionan moléculas de poliéter amina con grupos terminales de las moléculas de tereftalato de polietileno, o con dos monómeros consecutivos de las moléculas de PET. La reacción siguiente puede tener lugar entre un grupo terminal de cadena del tereftalato de polietileno y una poliéter diamina genérica H²N-R-NH², obteniendo el poliéster modificado con formación de etanol:

En el caso de que la molécula de poliéter amina reaccione con dos monómeros de tereftalato de polietileno dentro de la cadena, viceversa, se obtendrá la reacción siguiente:

Con el fin de facilitar la formación de cadenas de polímero que contienen tereftalato de polietileno modificado con la adición de moléculas de poliéter amina partiendo de tereftalato de polietileno ya polimerizado, pueden utilizarse agentes extensores de cadena o agentes injertadores para facilitar la formación de enlaces entre la molécula de poliéter amina y los monómeros del tereftalato de polietileno. En algunas realizaciones, puede utilizarse una secuencia de formaldehído y ácido bromoacético como extensor de cadena. En una primera etapa, el tereftalato de polietileno previamente polimerizado reacciona con el extensor de cadena formando un tereftalato de polietileno funcionalizado con grupos carboxilo, según las reacciones siguientes:

La primera reacción puede llevarse a cabo a una temperatura de entre aproximadamente 30°C y aproximadamente 4 horas en ácido acético 1 M, mientras que la segunda se lleva a cabo a aproximadamente 30°C en hidróxido sódico 2 M durante 18 h.

Las moléculas obtenidas de esta manera pueden hacerse reaccionar con los grupos COOH terminales respectivos mediante una reacción de amidación con la poliéter amina, dando lugar al poliéster que contiene poliéter amina según la reacción siguiente:

en la que H²N-R-NH²nuevamente representa una poliéter diamina genérica, ejemplos de la cual se proporcionan posteriormente y en la que 'm' representa el número de monómeros de PET de una molécula que contiene n monómeros de PET que han reaccionado con la poliéter amina. La reacción puede llevarse a cabo a una temperatura de entre aproximadamente 120°C y 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 anteriormente indicada puede tener lugar en un procedimiento por lotes.

En otras realizaciones, el tereftalato de polietileno puede funcionalizarse con poliéter amina en un procedimiento continuo, en el que el tereftalato de polietileno se hace reaccionar con poliéter amina, con o sin agentes injertadores o agentes extensores de cadena, según la reacción indicada anteriormente, bajo temperaturas y condiciones de presión para obtener la reacción de funcionalización en tiempos cortos, compatibles con el tiempo de residencia de los reactivos en un volumen alimentado en continuo.

Por ejemplo, el poliéster y poliéter amina pueden alimentarse en un extrusor, ambos en la misma posición o en diferentes posiciones a lo largo de la extensión longitudinal del extrusor, es decir, a lo largo de la extensión del tornillo sinfín u otro sistema de alimentación del material a lo largo del extrusor. Por ejemplo, puede alimentarse tereftalato de polietileno en una posición cadena arriba en un recipiente con extensión longitudinal que contiene un tornillo sinfín de alimentación simple o doble. La poliéter amina puede introducirse posteriormente al punto de alimentación del tereftalato de polietileno con respecto a la dirección de alimentación del tornillo sinfín, entrando en contacto de esta manera con el tereftalato de polietileno previamente fundido en una sección situada previamente del camino definido por el tornillo sinfín de alimentación. Posteriormente al punto de alimentación de la poliéter amina, esta última reacciona con el tereftalato de polietileno, obteniendo de esta manera el poliéster funcionalizado con poliéter amina, que a continuación se extruye en línea.

En el caso de que la reacción tenga lugar con la utilización de uno o más facilitadores de reacción, por ejemplo injertadores o extensores de cadena tal como se ha indicado anteriormente, estos pueden introducirse junto con el tereftalato de polietileno, o posteriormente, por ejemplo entre el punto de alimentación de tereftalato de polietileno y el punto de alimentación de poliéter amina, o junto con la poliéter amina o posteriormente al punto de alimentación de la poliéter amina.

La masa fundida de tereftalato de polietileno que ha reaccionado o que está reaccionando con la poliéter amina puede extruirse para producir hebras o filamentos, u otros productos semiacabados de longitud indefinida.

En algunas realizaciones con funcionalización en la extrusión, puede hacerse que reaccionan el polietileno y la poliéster amina en el extrusor con un tiempo de residencia de entre 200 y 800 segundos, por ejemplo comprendido entre aproximadamente 300 y aproximadamente 700 segundos, preferentemente entre aproximadamente 450 y aproximadamente 600 segundos, típicamente durante aproximadamente 550 segundos. Las temperaturas de residencia pueden estar comprendidas entre aproximadamente 250°C y aproximadamente 350°C, preferentemente entre aproximadamente 270°C y aproximadamente 310°C, por ejemplo, en particular, pueden ser de aproximadamente 290°C. La presión en el extrusor puede estar comprendida, por 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 de entre 12 y 18 kg/h, por ejemplo de aproximadamente 15 kg/h. Posteriormente se describen realizaciones ejemplares definidas por parámetros específicos de la fibra monofilamento o multifilamento.

El tereftalato de polietileno de partida puede presentar un peso molecular medio 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 aproximadamente 1,0 dl/g. En algunas realizaciones, el PET puede contener porcentajes en peso de TiO2 de hasta 2 %, preferentemente de hasta 1,5 %. Son ejemplos de tereftalato de polietileno que resulta útil para producir poliéster modificado tal como se indica en la presente memoria, particularmente para el uso textil: el poliéster RT20 producido 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, tal como se ha indicado a título de ejemplo en las reacciones proporcionadas anteriormente.

Los procedimientos de funcionalización en las que el tereftalato de polietileno reacciona directamente, con o sin agentes injertadores o agentes de extensión de cadena, con la poliéter amina pueden ser de interés particular en el caso de que el poliéster funcionalizado con poliéter amina se destine a la producción de hebras continuas, por ejemplo para el uso textil. De hecho, en este caso resulta posible utilizar tereftalato de polietileno en virutas y poliéter amina a modo de materiales de partida en un procedimiento de extrusión e hilado, en el que los dos componentes (PET y poliéter amina) se ponen en contacto mutuo, por ejemplo en el extrusor, o en una cámara presurizada en conexión de fluidos con el extrusor, en la salida de la cual se sitúa la matriz por la que se produce la fibra continua.

En otras realizaciones, el polímero modificado que se ha obtenido mediante la reacción de PET y poliéter amina puede convertirse nuevamente en virutas, gránulos o en otras formas, diferentes de la fibra, para la utilización posterior en cualquier procedimiento de conversión, por ejemplo el moldeo o la extrusión.

Se proporcionan posteriormente algunos datos de posibles poliéter aminas que pueden utilizarse en los procedimientos de producción del poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, utilizando cualquiera de los métodos descritos anteriormente.

Aunque en la presente descripción se hace referencia específica a ejemplos en los que se utiliza una única poliéter amina, es decir, únicamente un tipo de molécula de poliéter amina, debe entenderse que, en algunas realizaciones, también puede incorporarse más de una poliéter amina con diferentes fórmulas en la cadena del tereftalato de polietileno.

En algunas realizaciones, la poliéter amina puede ser una poliéter monoamina con la fórmula general:

en la que R=H para óxido de etileno y R=CH3 para óxido de propileno, y en la que x e y varían según el número de óxidos de propileno y de óxidos de etileno presentes en la cadena. Las poliéter monoaminas de la fórmula (1) se encuentran disponibles de, por ejemplo, Huntsman Corporation, EE. UU., con el nombre comercial Jeffamine® serie M.

En realizaciones preferentes, la poliéter amina presenta más de un grupo NH2 libre, de manera 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 se mantienen disponibles.

En algunas realizaciones, la poliéter amina es una poliéter diamina, de fórmula:

en la que x, y y z pueden variar según el número de óxidos de etileno y de óxidos de propileno presentes en la cadena. Las poliéter diaminas de fórmula general (2) se encuentran disponibles de, por ejemplo, Huntsman Corporation, EE. UU., con el nombre comercial Jeffamine® serie ED y Elastamine® serie RE.

En realizaciones preferentes, la poliéter diamina presenta un peso molecular medio ponderado (Mw) igual a por lo menos aproximadamente 500, preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 800, más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 1000, todavía más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 1500, y preferentemente no superior a aproximadamente 5000, más preferentemente no superior a aproximadamente 3000, por ejemplo comprendido entre aproximadamente 1500 y aproximadamente 2500.

Una realización proporciona la utilización de Elastamine® RE-2000 (Huntsman) o Jeffamine® ED2003, ambos de fórmula (1), en la que:

y es igual a aproximadamente 39 y

(x+z) es igual a aproximadamente 6,

y que presenta un peso molecular medio ponderado (Mw) de aproximadamente 2000.

En otras realizaciones, puede utilizarse la poliéter diamina de fórmula (2) con las características siguientes:

y = 12.5; (x+z) = 6, peso molecular medio ponderado Mw=900

y = 9; (x+z) = 3,6, peso molecular medio ponderado Mw=600

Preferentemente, la poliéter diamina presenta un AHEW (por sus siglas en inglés, peso equivalente de hidrógeno de amina) no superior a 10 % con respecto al AHEW idealizado. El término (AHEW) se define como el peso molecular medio ponderado de la poliéter amina dividido por el número de hidrógenos de amina activos por molécula. Por ejemplo, una poliéter amina idealizada con un peso molecular medio ponderado de 2000 y en la que todos los extremos del poliéster son extremos de amina, que, por lo tanto, contribuye con 4 hidrógenos de amina activos por cada molécula, presentaría un AHEW de 500 g por equivalente. En el caso de que 10 % de los extremos sean hidroxilos y no aminas, habría solo 3,6 hidrógenos de amina activos por cada molécula y la poliéter amina presentaría un AHEW de 556 g por equivalente.

El número de hidrógenos de amina activos por cada molécula y, por lo tanto, el AHEW de una poliéter amina dada, puede calcularse según la técnica anterior y técnicas convencionales, por ejemplo mediante el cálculo del contenido de nitrógeno de los grupos amina mediante la utilización del procedimiento definido por la norma ISO 9702.

En realizaciones particularmente ventajosas, la poliéter amina es una poliéter diamina, preferentemente con un peso molecular medio ponderado igual o superior a 1500 y un AHEW que no supera en más de 10 % el AHEW idealizado para esta poliéter amina.

En realizaciones indicadas en la presente memoria, la poliéter diamina presenta la 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 presentar una cadena que contiene grupos polietilenglicol (PEG) y polipropilenglicol (PPG) con predominancia de grupos PPOG. Las poliéter diaminas de este tipo se encuentran disponibles de Huntsman Corporation, con el nombre comercial Elastamine® serie RP.

En todavía otras realizaciones, la poliéter diamina puede presentar una estructura base de polipropilenglicol y poli(tetrametilén-éter-glicol) (PTM^eG). Son ejemplos de poliéter diaminas de este tipo las poliéter diaminas comercializadas por Huntsman Corporation con el nombre comercial Elastamine® serie RT.

Aunque las poliéter diaminas de serie RE con un peso molecular medio ponderado igual o superior a aproximadamente 1500 e igual o inferior a aproximadamente 2500 actualmente son preferentes, en particular para aplicaciones en poliésteres destinados para la producción de fibras y hebras, también resultaría posible utilizar poliéter diaminas con un peso molecular medio ponderado más alto, por ejemplo de hasta aproximadamente 5000, tal como Elastamine® RP3-5000 (Huntsman). En otras realizaciones, la poliéter diamina puede presentar pesos moleculares medios ponderados (Mw) inferiores a 1500, por ejemplo no superiores a 1000, o no superiores a 800.

En otras realizaciones, la poliéter diamina presenta una cadena compuesta de grupos de polipropilenglicol (PPG), de fórmula general:

Son ejemplos de poliéter diaminas de este tipo las poliéter diaminas de la serie D de Jeffamine® producida y comercializada por Huntsman Corporation, con un peso molecular medio promedio (Mw) variable de entre aproximadamente 230 y aproximadamente 4000 y en el que x puede variar entre aproximadamente 2,5 y aproximadamente 68.

En realizaciones todavía adicionales, 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 comprendido entre 5 y 6 y el peso molecular medio ponderado Mw puede ser igual a aproximadamente 440. En otras realizaciones, la poliéter triamina puede presentar la fórmula general:

con x+y+< comprendido entre aproximadamente 50 y aproximadamente 85 para pesos moleculares medios (Mw) crecientes entre aproximadamente 3000 y aproximadamente 5000. Las poliéter triaminas de este tipo son, por ejemplo, la serie T de Jeffamine® producida y comercializada por Huntsman Corporation, EE. UU.

En algunas realizaciones, la cantidad de poliéter amina en el poliéster puede estar comprendida entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 50 % en peso, por ejemplo entre aproximadamente 2 % y aproximadamente 30 %, preferentemente entre aproximadamente 2 % y aproximadamente 25 % en peso, por ejemplo entre aproximadamente 2,5 % y aproximadamente 20 % en peso, o entre aproximadamente 5 % y aproximadamente 20 % en peso, con respecto al peso total del poliéster.

En algunas realizaciones, el poliéster puede comprender un porcentaje de tereftalato de polietileno de por lo menos aproximadamente 50 %, preferentemente de por lo menos aproximadamente 60 %, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 70 %, todavía más preferentemente de por lo menos aproximadamente 80 %, por ejemplo de por lo menos aproximadamente 85 % en peso con respecto al peso total del poliéster. En realizaciones, el porcentaje de tereftalato de polietileno es no superior a aproximadamente 99 %, preferentemente no superior a aproximadamente 98 %, por ejemplo no superior a aproximadamente 95 %, o no superior a aproximadamente 90 %, o no superior a aproximadamente 85 % en peso con respecto al peso total del poliéster.

En el caso de que se utilice el poliéster modificado que contiene poliéter amina en una mezcla o en combinación con otros polímeros, por ejemplo en el caso de fibras bicomponente, o en el caso de mezclas con fibras, hebras o filamentos realizados con 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 adicional polímero mezclado.

El poliéster utilizable puede presentar una masa molar, por ejemplo, comprendida entre aproximadamente 1.000 y aproximadamente 1.000.000 g/mol. En algunas realizaciones, el poliéster presenta una masa molar de entre aproximadamente 2.000 y aproximadamente 1.000.000 g/mol.

El poliéster indicado en la presente memoria puede utilizarse ventajosamente para producir productos semiacabados destinados a la industria textil, en la forma de fibra continua o de fibra cortada. La fibra puede ser monofilamento o multifilamento.

La fibra puede obtenerse mediante extrusión y la fibra cortada puede obtenerse mediante el corte de la fibra continua extruida. La fibra obtenida de la extrusión del polímero según el método indicado en la presente memoria puede ser una fibra textil multifilamento del tipo LOY (por sus siglas en inglés, hilo de baja orientación), POY (hilo parcialmente orientado) o FDY (hilo totalmente estirado).

En el caso de que la fibra se corte en trozos, estos pueden presentar, por ejemplo, una longitud comprendida entre aproximadamente 2 y aproximadamente 200 mm, preferentemente entre aproximadamente 10 y aproximadamente 100 mm. Las fibras cortadas pueden convertirse en filamentos continuos utilizando procedimientos de hilado conocidos.

Según otro aspecto, las fibras cortadas pueden utilizarse para producir tejidos no tejidos, para formar capas de fibras seguidamente sometidas a procedimientos de unión mecánica, hidráulica, química o térmica, o combinaciones de los mismos.

Las fibras o hilos pueden utilizarse en procedimientos de tejido, en procedimientos de cosido o para otros usos.

Las fibras producidas con el procedimiento descrito en la presente memoria seguidamente pueden procesarse para modificar sus características físicas y mecánicas. En algunas realizaciones, las fibras pueden combinarse con otras fibras para obtener artículos compuestos. En algunas realizaciones, las fibras obtenidas de la hilera pueden texturizarse, o taslanizarse, estirarse, combinarse con hebras elastoméricas, por ejemplo, mediante chorros de entrelazado o de cobertura, u otro dispositivo adecuado.

El hilo o la fibra puede ser monocomponente. En este caso, el filamento o filamentos de los que está formada consisten en un único material.

En otras realizaciones, la fibra puede ser multicomponente, por ejemplo bicomponente. Un filamento, algunos filamentos o cada filamento que forma la fibra comprende, en este caso, dos partes formadas por dos polímeros diferentes. En algunas realizaciones, el filamento comprende un núcleo interno y un recubrimiento externo (fibra bicomponente "núcleo-piel") producida en diferentes polímeros. Según posibles realizaciones, la parte externa, o piel, que circunda el núcleo interno puede producirse con poliéster que contiene tereftalato de polietileno y poliéter amina, mientras que el núcleo puede producirse con un polímero diferente.

En algunas realizaciones, la fibra bicomponente puede presentar un segundo componente que consiste o que 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 puede encontrarse lado a lado entre sí (fibra bicomponente "lado a lado"), en lugar de estar insertada una dentro de la otra.

Se conocen cabezales de extrusión para producir hebras multicomponente, en particular bicomponente, y pueden utilizarse ventajosamente en el contexto de los métodos descritos en la presente memoria.

En algunas realizaciones, pueden producirse hebras bicomponente en las que entre 10 % y 95 % en peso, preferentemente entre 50 % y 80 % en peso del polímero del que están compuestas 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 otro tipo, por ejemplo polipropileno.

Según el uso para el que esté destinada, la fibra puede presentar un número de filamentos comprendido entre 1 (monofilamento) y 10.000. En algunas realizaciones, la fibra puede presentar un número 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, la fibra se extruye con un número de filamentos comprendido entre 1 y 300, por ejemplo de entre 5 y 200.

En realizaciones ventajosas, la fibra puede presentar un valor DPF (por sus siglas en inglés, dtex por filamento) comprendido entre 0,3 y 20, por ejemplo de entre 0,4 y 20.

En algunas realizaciones, en particular, por ejemplo, para la utilización en la producción de prendas de ropa, la fibra puede presentar 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 de entre 20 y 80 cm/s. Los filamentos que salen de la hilera ventajosamente pueden enfriarse de una manera conocida, por ejemplo en una corriente de aire.

En dicha etapa, los filamentos únicos se enfrían con un flujo lateral de aire y se hace que converjan hacia y a través de un engrasador para combinarse de esta manera formando una fibra multifilamento. Posteriormente, la fibra puede alimentarse en torno a uno o más rodillos de estiraje y/o de relajación y/o estabilizadores, motorizados y controlados a velocidades periféricas que pueden diferir entre sí para proporcionar a la fibra el grado requerido y deseado de estiramiento y/u orientación.

La fibra puede someterse a un estirado y/o texturizado, con porcentajes de elongación comprendidos entre aproximadamente 15 % y aproximadamente 200 %. En algunas realizaciones, la fibra se somete a una elongación comprendida entre 20 % y 150 %.

Finalmente, la fibra se enrolla para formar un rollo o bobina. La velocidad de enrollado 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.

Inesperadamente se ha encontrado que puede realizarse una fibra o hilo con un polímero a base de tereftalato de poliéster funcionalizado, tal como se ha indicado anteriormente, mediante una poliéter amina, presenta una tintabilidad, es decir, la capacidad de absorber y retener un tinte, mucho mayor que un PET estándar, utilizado habitualmente para producir fibras o hilos y que también presenta ventajas considerables con respecto a los PET catiónicos. Por lo tanto, el tereftalato de poliéster indicado en la presente memoria permite llevar a cabo ciclos de teñido que son más simples, menos onerosos desde el punto de vista del consumo energético y el impacto medioambiental y con consumos inferiores de materiales o con la utilización de materiales menos caros.

Con el fin de entender mejor las muchas ventajas que pueden obtenerse durante el teñido con un PET funcionalizado tal como se indica en la presente memoria, se comparan posteriormente los parámetros operativos de tres ciclos de teñido, obtenidos con un PET estándar, con un PET catiónico del estado de la técnica y con un PET funcionalizado con poliéter amina tal como se indica en la presente memoria. Para una mejor comprensión de los ciclos de teñido y de las ventajas relacionadas, se describen los tres ciclos anteriormente mencionados, en referencia a las figs. adjuntas 1, 2 y 3, que proporcionan diagramas con los tiempos (en minutos) de las etapas de un ciclo de teñido mostrado en las abscisas y las temperaturas (en °C) de las diversas etapas mostradas en el eje de ordenada.

Con referencia inicial a la fig. 1, esta muestra un diagrama de tiempo-temperatura, en el que se resume el ciclo de teñido llevado a cabo con un PET estándar. En el caso a examen, se utilizó el poliéster RT20, fabricado por INVISTA, para producir una fibra texturizada DTY 50 dtex/68 filamentos.

Se llevó a cabo el teñido de una prenda de ropa, es decir, el teñido de la prenda acabada, aunque también se obtienen resultados similares si se tiñe el hilo del producto textil, es decir, se introducen rollos de fibra enrollada, destinados para la producción posterior de prendas de ropa, en la máquina de teñido.

El ciclo de teñido de la fig. 1 se lleva a cabo con un baño de base acuosa, que contiene un dispersante y un tinte para el poliéster. El artículo que debe teñirse se introduce en el baño a aproximadamente 40°C durante un periodo de aproximadamente 15 min. Esta temperatura se define en la presente memoria como una temperatura de preteñido. Posteriormente, se lleva a cabo una etapa de calentamiento hasta 130°C. Para evitar que el baño de tinte llegue a la ebullición, el procedimiento se lleva a cabo en un autoclave o, en cualquier caso, en un recipiente presurizado, en el que las presiones operativas habitualmente pueden alcanzar 0,7 bar.

El tiempo de retención del producto en el baño puede ser habitualmente de aproximadamente 120 a 125 minutos. En general, el tiempo de retención a 130°C es de aproximadamente 30 minutos. Después de la etapa de teñido se lleva a cabo una etapa de enfriamiento a 40°C y de despigmentación a aproximadamente 80°C para eliminar el exceso de tinte de la fibra. La etapa de despigmentación requiere aproximadamente 50 minutos y le sigue una etapa de acabado en la que se añaden aditivos para suavizar el tejido o hilo y obtener la consistencia deseada al tacto, con una calidad al tacto suave y agradable.

Los aparatos de teñido presurizado son complejos y requieren comprobaciones periódicas y operaciones de inspección, que son caras y presentan un impacto negativo sobre la disponibilidad de la maquinaria y, por lo tanto, reducen la productividad global del sistema. Además, el funcionamiento de estos sistemas plantea problemas de seguridad, tal como muestra intrínsecamente la necesidad obligatoria de pruebas e inspección periódicas.

Para superar dichos problemas, en lugar de poliéster estándar, en ocasiones se utilizan poliésteres catiónicos para producir el hilo y las prendas textiles. Los rollos o prendas textiles realizadas en hilo a base de poliéster catiónico se tiñen con ciclos del tipo mostrado en la fig. 2. El producto que debe teñirse se introduce en un baño a base de agua que contiene tinte básico, un dispersante y un portador y un vehículo, con la función de acelerar los tiempos de teñido. El baño se calienta desde una temperatura de 40°C (la temperatura de preteñido) hasta una temperatura de 98°C, a la que se mantiene durante el tiempo necesario. Esta etapa requiere un total de aproximadamente 225 minutos. La etapa de retención a 98°C típicamente puede durar 120 a 140 minutos y, por lo tanto, es considerablemente más larga que la etapa de alta temperatura del ciclo de teñido del PET estándar.

Debido a que la temperatura máxima alcanzada es inferior a la temperatura de ebullición del agua a presión ambiente, el ciclo puede llevarse a cabo a temperatura ambiente sin requerir tanques presurizados. A lo anterior siguen las etapas de despigmentación y acabado, exactamente igual que para el PET convencional.

El teñido del PET catiónico presenta la ventaja de no requerir recipientes presurizados, aunque con el fin de no requerir tiempos de ejecución incompatibles con las necesidades de una productividad suficientemente elevada del sistema, resulta necesario utilizar vehículos para acelerar el procedimiento de teñido. En cualquier caso, tal como se ha mencionado anteriormente, los tiempos de retención del producto que debe teñirse a la temperatura más alta del ciclo son aproximadamente cuatro veces más altas que los tiempos requeridos para teñir el PET estándar. El teñido del PET catiónico requiere, además, el doble de la cantidad de tinte que el PET estándar (fig. 1).

La fig. 3 muestra, de manera similar a las figs. 1 y 2, las etapas de un ciclo de teñido de un PET modificado, es decir, funcionalizado con poliéter amina, según la descripción anteriormente proporcionada. El ciclo de teñido es sustancialmente equivalente al del PET estándar con respecto a la sucesión de las etapas y la duración de cada una. Además, tal como puede observarse en la fig. 3, la duración de la etapa del baño inicial (a la temperatura de preteñido) y el baño a alta temperatura (temperaturas de teñido), hasta la reducción de la temperatura a 40°C para iniciar la etapa de despigmentación, pueden ser más bajas que en el ciclo de teñido del PET estándar. En el segundo caso, la fig. 1 indica un tiempo de aproximadamente 125 minutos, mientras que en la fig. 3 puede observarse que el ciclo de teñido de un PET modificado tal como se indica en la presente memoria requiere una etapa del teñido mismo de 110 minutos, seguido de enfriamiento a 40°C y la posterior despigmentación. El tiempo de retención más reducido se justifica por el hecho de que el teñido tiene lugar a temperaturas inferiores a 100°C, típicamente de entre 90°C y 99°C. En el ejemplo ilustrado, el teñido tiene lugar a 98°C. Esta temperatura puede alcanzarse en tiempos más cortos que los requeridos para alcanzar los 130°C requeridos para teñir PET estándar.

Además, y más importante, la temperatura del ciclo de teñido del PET funcionalizado con poliéter amina es inferior a la temperatura de ebullición y, por lo tanto, no requiere equipos con tanques presurizados. La temperatura operativa más baja implica, además, ahorros de energía.

En total, con respecto al ciclo de la fig. 1, el ciclo de teñido del tereftalato de polietileno catiónico implica un ahorro energético de aproximadamente 10 % a 15 %, mientras que el ciclo de teñido del PET funcionalizado o modificado con poliéter amina tal como se indica en la presente memoria implica un ahorro energético de aproximadamente 32 %. Añadido a lo anterior, en comparación con PET estándar, hay un ahorro de 10 % en el coste de la maquinaria, equivalente al ahorro que puede obtenerse con PET catiónico. Sin embargo, los tiempos de ciclo reducidos que pueden obtenerse con el PET funcionalizado con poliéter amina incrementan la productividad total del sistema debido a una reducción de 75 % en el tiempo requerido para la etapa de teñido propiamente.

El tiempo de enfriamiento desde la temperatura de teñido (98°C en el caso del ciclo de teñido de las figs. 2 y 3 y 130°C en el caso del ciclo de teñido de la fig. 1) hasta la temperatura de enfriamiento (en el ejemplo, 40°C) que precede a la etapa de despigmentación no está representado en los diagramas, ya que el baño se sustituye al final de la etapa de teñido. Los tiempos de descarga del baño de teñido y el tiempo de introducción en el baño de despigmentación son muy cortos y no se representan en las figs. 1, 2, 3.

Sin embargo, en algunos casos puede ser recomendable llevar a cabo una etapa de enfriamiento preliminar del baño de teñido para reducir la temperatura del hilo antes de sustituir el baño, con el fin de evitar o reducir el choque térmico sobre el hilo. Las figs. 4, 5 y 6 muestran los mismos ciclos de teñido que las figs. 1, 2 y 3, respectivamente, pero en que se añade una etapa de enfriamiento desde las temperaturas de teñido hasta una temperatura intermedia de 80°C, antes de la descarga del baño de teñido y su sustitución por el baño de despigmentación a 40°C. Esta etapa de enfriamiento presenta una duración de aproximadamente 40 min en el caso del ciclo de teñido con PET estándar, con una temperatura inicial (temperaturas de teñido) de 130°C. A la inversa, en el caso del teñido de PET catiónico y PET modificado según la presente invención, la etapa de enfriamiento es de menor duración, de aproximadamente 120 minutos, ya que la temperatura inicial es más baja (98°C en el ejemplo ilustrado).

Lo anterior destaca una ventaja adicional del ciclo de teñido según la presente invención sobre el ciclo de teñido con PET convencional, que consiste en la reducción adicional, en el ejemplo es de 20 minutos, de la duración total del ciclo de teñido.

La temperatura operativa reducida de las máquinas de teñido permite, además, un ahorro en los costes de procesamiento de la fibra, ya que puede utilizarse una fibra con características inferiores de resistencia a la temperatura.

En total, bajo las condiciones actuales del mercado, adicionalmente, el coste de la materia prima para la producción en el caso de PET catiónico es aproximadamente 30 % superior al del PET estándar, mientras que el PET modificado con poliéter amina presenta un coste igual o ligeramente superior (aproximadamente 10 % superior) al coste del PET estándar.

El teñido del PET modificado con poliéter amina se lleva a cabo con tintes normales dispersados para teñid PET estándar, llevando a cabo un control termodinámico en el caso de dos colores y tres colores para verificar la afinidad del tinte, ya que se utilizan a una temperatura inferior a 100°C. La utilización del dispersante es variable según la intensidad del tono que debe obtenerse. Las tablas, posteriormente, proporcionan cuatro recetas de teñido que pueden utilizarse para teñir PET modificado con poliéter amina según la presente descripción. Los productos indicados como "Prochimica" se encuentran disponibles de Prochimica Novarese S.p.A., Novara, Italia. La producción indicada como “Archroma” se encuentra disponible de Archroma Management GmbH, Basel, Suiza. Las cantidades de dispersante y agente químico para controlar el pH se indican en gramos por litro de tinte. La cantidad de tinte se indica en porcentaje en peso referido al peso del material (p. ej., fibra) que debe teñirse.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Método para teñir un artículo textil realizado por lo menos parcialmente en fibra de polímero o hilo de polímero, que comprende las etapas de:

introducir el artículo textil que comprende tereftalato de polietileno y una poliéter amina en un baño de teñido,

teñir el artículo textil con una temperatura de teñido del baño no superior a 100°C y preferentemente de entre aproximadamente 90°C y aproximadamente 99°C a presión ambiente durante un intervalo de tiempo comprendido entre aproximadamente 10 minutos y aproximadamente 60 minutos.
2. Método según la reivindicación 1, en el que el artículo textil consiste por lo menos parcialmente en un terpolímero que consiste en poliéster funcionalizado con poliéter amina.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, en el que la etapa de teñido del artículo textil comprende mantener el artículo textil a la temperatura de teñido durante un intervalo de tiempo comprendido entre aproximadamente 20 minutos y aproximadamente 40 minutos, preferentemente comprendido entre aproximadamente 25 minutos y aproximadamente 35 minutos.
4. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, una etapa preliminar en la que el artículo textil se mantiene en el baño de teñido a la temperatura de preteñido, inferior a la temperatura de teñido, en el que dicha temperatura de preteñido preferentemente es igual o inferior a 50°C y preferentemente igual o superior a 30°C, preferentemente es de aproximadamente 40°C.
5. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, que comprende una etapa de despigmentación posterior, a una temperatura preferentemente no superior a 90°C y preferentemente no inferior a 70°C, preferentemente de aproximadamente 80°C.
6. Método según la reivindicación 5, en el que entre la etapa de teñido y la etapa de despigmentación se proporciona una etapa de enfriamiento gradual en el baño de teñido desde la temperatura de teñido hasta una temperatura intermedia y una etapa posterior de drenaje del baño de teñido y la sustitución por un baño de despigmentación a una temperatura inferior a la temperatura intermedia.
7. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la poliéter amina se posiciona principalmente en el extremo de la cadena en el tereftalato de polietileno, con una amina terminal (NH²).
8. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la poliéter amina es una poliéter diamina o una poliéter triamina.
9. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la poliéter amina se encuentra presente en un porcentaje igual a por lo menos aproximadamente 1 % en peso, preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 2 % en peso, más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 5 % en peso, con respecto al peso total del poliéster, y en el que el porcentaje en peso de la poliéter amina es no superior a aproximadamente 50 % en peso, preferentemente no superior a aproximadamente 30 % en peso, más preferentemente no superior a aproximadamente 25 % en peso, todavía más preferentemente no superior a aproximadamente 20 % en peso, con respecto al peso total del poliéster.
10. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que el poliéster comprende un porcentaje de tereftalato de polietileno de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, preferentemente de por lo menos aproximadamente 60 % en peso, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 70 % en peso, todavía más preferentemente de por lo menos aproximadamente 80 % en peso, con respecto al peso total del poliéster, y en el que preferentemente el porcentaje en peso de tereftalato de polietileno es no superior a aproximadamente 99 %, preferentemente no superior a aproximadamente 98 %, todavía más preferentemente no superior a aproximadamente 95 % en peso, con respecto al peso total del poliéster.
11. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la poliéter amina presenta un peso molecular medio ponderado (Mw) igual a por lo menos aproximadamente 500, preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 800, más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 1000, todavía más preferentemente igual a por lo menos aproximadamente 1500, y preferentemente no superior a aproximadamente 5000, más preferentemente no superior a aproximadamente 3000.