MX2008007157A - Filamentos biconstituyentes de poli(tereftalato de trimetileno)/poli(hidroxiacido alfa) - Google Patents

Abstract

Esta invención se relaciona con filamentos bioconstituyentes de poli(tereftalato de trimetileno) /poli (hidroxiácido alfa), métodos para su elaboración y con usos terminales de los mismos.

Description

FILAMENTOS BICONSTITUYENTES DE POLI (TEREFTALATO DE TRIMETILENO) /POLI (HIDROXIACIDO ALFA) CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con filamentos biconstituyentes de poli ( tereftalato de trimetileno) /poli (hidroxiácido alfa), con métodos para su elaboración y con usos terminales de los mismos .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El poli (tereftalato de trimetileno) ("PTT") y su uso en muchas aplicaciones, incluyendo las fibras, se ha descrito en la literatura. El PTT es un poliéster derivado del ácido tereftálico o un éster del mismo y trimetilenglicol (también conocido como 1 , 3-propandiol ) ("PDO"). El PDO puede prepararse por diferentes rutas químicas o bioquímicas, que incluyen de diferentes fuentes de azúcar, tales como maíz, y de esta manera, puede prepararse de un recurso renovable. Se han deseado nuevos filamentos de PTT que tienen una resistencia y dureza mejoradas (demostrado por un módulo superior) . Además, dado que el ácido tereftálico y sus esteres se preparan actualmente de una base de petróleo, se desea aumentar la vida (base de recurso renovable) de las composiciones de PTT sin dañar las propiedades globales de REF.: 192627 los productos. La solicitud de patente japonesa No. 2003-041435 describe mezclas de PTT y 1-10% en peso de un poliéster que consiste esencialmente de ácido poliláctico. Las mezclas se usan para preparar fibras cortadas, huecas, onduladas. El poli (ácido láctico) también puede prepararse de una fuente renovable, que se prepara de ácido láctico (ácido 2-hidroxipropiónico) y sus esteres intermoleculares, que en cambio, se preparan de carbohidratos por fermentación del ácido láctico. La publicación de patente japonesa No. 2003-041435 se enfoca en el uso del ácido poliláctico para proporcionar un ondulado más estable.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un filamento continuo, biconstituyente que comprende poli ( tereftalato de trimetileno) y aproximadamente 0.5 a aproximadamente 18% en peso de los filamentos, de poli (hidroxiácido alfa) . De preferencia, el filamento continuo, biconstituyente comprende aproximadamente 5 a aproximadamente 15% en peso, de la composición, del poli (hidroxiácido alfa). Más preferentemente, el filamento biconstituyente comprende aproximadamente 8 a aproximadamente 12% en peso de la composición, del poli (hidroxiácido alfa). De preferencia, el filamento continuo, biconstituyente comprende aproximadamente 82 a aproximadamente 95.5% en peso de la composición, del poli ( teref alato de trimetileno). Más preferentemente, el filamento continuo, biconstituyente comprende aproximadamente 85 a aproximadamente 95% en peso de la composición, del poli (tereftalato de trimetileno). Más preferentemente el filamento continuo, biconstituyente comprende aproximadamente 88 a aproximadamente 92% en peso de la composición, del poli (tereftalato de trimetileno). De preferencia, el poli (tereftalato de trimetileno) se elabora con un 1 , 3-propandiol preparado por un proceso de fermentación que usa una fuente biológica renovable. De preferencia, el poli (hidroxiácido alfa) es el ácido láctico, más preferentemente un ácido poliláctico derivado biológico . De preferencia, el filamento continuo, biconstituyente es aproximadamente 0.5 a aproximadamente 35 dpf . En otra modalidad preferida, el filamento continuo, biconstituyente de la reivindicación 1 es un monofila ento de aproximadamente 10 a aproximadamente 2000 dpf. La invención también se relaciona con un proceso para preparar filamentos continuos, biconstituyentes que comprende las etapas de: (a) proporcionar una composición fundida que comprende poli ( tereftalato de trimetileno) y aproximadamente 0.5 a aproximadamente 18% en peso de la composición del poli (hidroxiácido alfa) y (b) formar filamentos continuos, biconstituyentes de la composición.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Todas las publicaciones, solicitudes de patente, patentes y otras referencias mencionadas en la presente se incorporan por referencia en su totalidad. A menos que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente tienen el mismo significado que el entendido comúnmente por un experto en la técnica al que la invención pertenece. En caso de conflicto, la presente especificación, incluyendo las definiciones tomarán el control . Excepto cuando se especifique expresamente, las marcas comerciales se muestran en mayúsculas. Los materiales, métodos y ejemplos en la presente son sólo ilustrativos y, excepto cuando se establezca específicamente, no se pretende que sean limitantes. Aunque los métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente pueden usarse en la práctica o probarse en la presente invención, se describen en la presente los métodos y los materiales apropiados . A menos que se establezca lo contrario, todos los porcentajes, partes, relaciones, etc., están en peso. Cuando una cantidad, concentración u otro valor o parámetro se da como un intervalo, intervalo preferido o una lista de valores preferidos superiores y valores preferidos inferiores, esto se entenderá que describe específicamente todos los intervalos formados de cualquier par de límite de intervalo superior o valor preferido y cualquier límite de intervalo inferior o valor preferido, sin tomar en cuenta si los intervalos se describen en forma separada. Cuando un intervalo de valores numéricos se menciona en la presente, a menos que se establezca lo contrario, el intervalo se pretende que incluye los puntos terminales del mismo, y todos los enteros y fracciones dentro del intervalo. No se pretende que el alcance de la invención se limite a los valores específicos mencionados cuando se define un intervalo. Cuando el término "aproximadamente" se usa para describir un valor o un punto final de un intervalo, la descripción debería entenderse que incluye el valor específico y el punto final referido. Como se usa en la presente, los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene" o cualesquiera otras variaciones de los mismos, se pretende que cubren una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, un proceso, método, artículo o aparato que comprende una lista de elementos no se limita necesariamente sólo a los elementos sino que puede incluir otros elementos no listados expresamente o inherentes a tal proceso, método, artículo o aparato. Además, a menos que se establezca expresamente lo contrario, "o" se refiere a inclusive y no es exclusivo. Por ejemplo, una condición A o B se satisface por cualquiera de los siguientes: A es cierto (o presente) y B es falso (o no está presente) , A es falso (o no está presente) y B es cierto (o presente) y A y B son ciertos (o presentes) . El uso de "un" o "una" se emplean para describir elementos y componentes de la invención. Esto se hace exclusivamente por conveniencia y para dar un sentido general de la invención. Esta descripción no debería leerse para incluir uno o por lo menos uno, y el singular incluye el plural, a menos que sea obvio que signifique lo contrario. Esta invención se relaciona con composiciones poliméricas, mezclas de poliéster combinadas por fusión y filamentos continuos, biconstituyentes que comprenden poli (tereftalato de trimetileno) y polímeros de hidroxiácidos alfa. La cantidad del polímero del hidroxiácido o hidroxiácidos alfa es de por lo menos aproximadamente 0.5%, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 1% y más preferentemente de por lo menos aproximadamente 2%, más preferentemente por lo menos aproximadamente 5% y más preferentemente de por lo menos aproximadamente 8%. La cantidad del polímero de un hidroxiácido alfa es hasta aproximadamente 18%, de preferencia hasta aproximadamente 15% y más preferentemente hasta aproximadamente 12%. De preferencia, el poli ( tereftalato de trimetileno) se usa en una cantidad de hasta aproximadamente 99.5%, más preferentemente hasta aproximadamente 99%, aún más preferentemente hasta aproximadamente 98%, más preferentemente hasta aproximadamente 95% y más preferentemente hasta 92%. Se usa de preferencia en una cantidad de por lo menos aproximadamente 82%, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 85% y más preferentemente de por lo menos aproximadamente 88%. Los anteriores son porcentajes en peso, y se basan en el peso total de las composiciones poliméricas, mezclas de poliéster combinadas por fusión y filamentos continuos, biconstituyentes, respectivamente. Por conveniencia, las composiciones poliméricas de la invención a menudo se refieren como "polímeros de PTT/PAHA" . Poli (tereftalato de trimetileno) o PTT, se entiende que abarca homopolímeros y copolímeros que contienen por lo menos 70% en mol de unidades de repetición de tereftalato de trimetileno. Los poli ( ereftalato de trimetileno) preferidos contienen por lo menos 85% en mol, más preferentemente por lo menos 90% en mol, aún más preferentemente por lo menos 95% o por lo menos 98% en mol y más preferentemente aproximadamente 100% en mol de unidades de repetición de tereftalato de trimetileno . El poli ( teref alato de trimetileno) se produce en general por la policondensación catalizada por ácido de 1,3- propandiol y ácido tereftálico/diéster, con cantidades menores opcionales de otros monómeros. Cuando el PTT es un copolímero, puede contener hasta 30% en mol, de preferencia hasta 15% en mol, más preferentemente hasta 10% en mol, aún más preferentemente hasta 5% en mol y más preferentemente hasta 2% en mol, y de unidades repetidas que contienen otras unidades. Esta unidad repetida contiene de preferencia ácidos dicarboxílicos que tienen 4-12 átomos de carbono (por ejemplo, ácido butandioco, ácido pentandioico, ácido dodecandioco y ácido 1,4-ciclo-hexandicarboxílico) ; ácidos dicarboxílicos aromáticos, además del ácido tereftálico y que tienen 8-12 átomos de carbono (por ejemplo, ácido isoftálico y ácido 2,6-naftalendicarboxílico) y dioles alifáticos lineales, cíclicos y ramificados que tienen 2-8 átomos de carbono además de 1,3-propandiol (por ejemplo, etandiol, 1 , 2 -propandiol , 1,4-butandiol, 3-metil-l, 5-pentandiol, 2 , 2-dimetil-l , 3-propandiol, 2-metil-l , 3-propandiol y 1 , 4-ciclohexandiol ) . El poli ( teref alato de trimetileno) puede contener cantidades menores de otros comonómeros, y tales comonómeros se seleccionan usualmente de modo que no tienen un efecto adverso significativo sobre las propiedades. Estos otros comonómeros incluyen sulfoisoftalato de 5-sodio, por ejemplo, a un nivel en el intervalo de aproximadamente 0.2 a 5% en mol. Pueden incorporarse para el control de la viscosidad cantidades muy pequeñas de comonómeros tri funcionales , por ejemplo, ácido trimelítico. Un poli (tereftalato de trimetileno) particular preferido es uno en el que el 1 , 3 -propandiol usado para elaborar el polímero comprende (de preferencia comprende sustancialmente) un 1, 3 -propandiol preparado por un proceso de fermentación usando una fuente biológica renovable. Como un ejemplo ilustrativo de un material iniciador de una fuente renovable, se han descrito las rutas bioquímicas al 1 , 3 -propandiol (PDO) que usan materias primas producidas de recursos biológicos y renovables, tales como materia prima de maíz. Por ejemplo, las cepas bacterianas capaces de convertir el glicerol en 1 , 3-propandiol se encuentran en las especies Kl ebsiella , Ci trobacter, Clos tridium y Lactobaci ll us . La técnica se describe en varias publicaciones, que incluyen US5633362, US5686276 y US5821092. US5821092 describe, inter alia , un proceso para la producción biológica de 1 , 3 -propandiol a partir de glicerol usando organismos recombinantes . El proceso incorpora bacterias de E . coli , transformadas con un gen de diol deshidratasa de pdu heterólogo, que tiene especificidad para 1 , 2-propandiol . E. col i transformado se desarrolla en presencia de glicerol como una fuente de carbono y 1 , 3 -propandiol se aisla del medio de crecimiento. Dado que las bacterias y las levaduras pueden convertir la glucosa (por ejemplo, azúcar de maíz) u otros carbohidratos a glicerol, los procesos descritos en estas publicaciones proporcionan una fuente rápida, barata y ambientalmente responsable del monómero de 1 , 3 -propandiol . El 1 , 3 -propandiol derivado biológicamente, tal como el producido por los procesos descritos y que se hace referencia anteriormente, contiene carbono del dióxido de carbono atmosférico incorporado por las plantas, que componen la materia prima para la producción de 1 , 3 -propandiol . De esta manera, el 1 , 3 -propandiol derivado biológicamente para el uso en el contexto de la presente invención sólo contiene carbono renovable, y no carbono basado en combustible fósil o basado en petróleo. Por lo tanto, los poli (tereftalatos de trimetileno) basados en los mismos que usan el 1 , 3-propandiol derivado biológicamente tienen menos impacto en el ambiente que el 1 , 3 -propandiol usado en las composiciones que no agotan los combustibles fósiles disminuidos y, una vez que se degradan, libera negro de humo a la atmósfera para el uso por las plantas nuevamente. De preferencia, el 1 , 3-propandiol usado como el reactivo o como un componente del reactivo tendrá una pureza mayor de aproximadamente 99%, y más preferentemente mayor de aproximadamente 99.9% en peso, determinada por análisis cromatográfico de gases . Se prefieren particularmente los 1 , 3-propandioles purificados como se describen en US7038092, US2004-0260125A1, US2004-0225161A1 y US2005-0069997A1.

El 1 , 3-propandiol purificado tiene de preferencia las siguientes características: (1) una absorción ultravioleta a 220 nm menor de aproximadamente 0.200 y a 250 nm menor de aproximadamente 0.075 y a 275 nm menor de aproximadamente 0.075; y/o (2) una composición que tiene un valor de color L*a*b*"b*" menor de aproximadamente 0.15 (ASTM D6290) y una absorbancia a 270 nm menor de aproximadamente 0.075; y/o (3) una composición de peróxido menor de aproximadamente 10 ppm; y/o (4) una concentración de impurezas orgánicas totales (compuestos orgánicos además de 1 , 3-propandiol ) menor de aproximadamente 400 ppm, más preferentemente menor de aproximadamente 300 ppm, y aún más preferentemente menor de aproximadamente 150 ppm, medido por cromatografía de gas. La viscosidad intrínseca del poli ( tereftalato de trimetileno) de la invención es de por lo menos aproximadamente 0.5 dL/g, de preferencia de por lo menos aproximadamente 0.7 dL/g, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 0.8 dL/g, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 0.9 dL/g y más preferentemente de por lo menos aproximadamente 1 dL/g. La viscosidad intrínseca de la composición del poliéster de la invención es de preferencia hasta aproximadamente 2 dL/g, más preferentemente hasta aproximadamente 1.5 dL/g y más preferentemente hasta aproximadamente 1.2 dL/g. EL poli (tereftalato de trimetileno) y las técnicas de manufacturación preferidas para la elaboración de poli (tereftalato de trimetileno) se describen en US5015789, US5276201, US5284979, US5334778, US5364984, US5364987, US5391263, US5434239, US5510454, US5504122, US5532333, US5532404, US5540868, US5633018, US5633362, US5677415, US5686276, US5710315, US5714262, US5730913, US5763104, US5774074, US5786443, US5811496, US5821092, US5830982, US5840957, US5856423, US5962745, US5990265, US6232511, US6235948, US6245844, US6255442, US6277289, US6281325, US6297408, US6312805, US6325945, US6331264, US6335421, US6350895, US6353062, US6437193, US6538076, US6841505 y US6887953. Los poli ( tereftalatos de trimetileno) útiles como el poliéster de esta invención son los comercialmente disponibles en E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, bajo la marca comercial SORONA y de Shell Chemicals, Houston, Texas bajo la marca comercial CORTERRA. Los hidroxiácidos alfa polimerizados ("PAHA") usados en la práctica de la presente invención incluyen los polímeros del ácido láctico (incluyendo polímeros de su L(-)lacturo dimérico estereoespecífico) , ácido glicólico (incluyendo su glicoluro dimérico) y el ácido 2-hidroxibutírico . También se incluyen en el término "hidroxiácido alfa polimerizado" los copolímeros de PLA, tales como los copolímeros de PLA y e-caprolactona (2-oxepanona) y/o ?-caprolactona (5-etil-2-oxolanona) . El poli (ácido láctico) preferido (PLA) usado en la práctica de la presente invención es un polímero derivado biológico al 100%, preparado catalí icamente a partir de L(-)-lacturo, que tiene de preferencia un punto de fusión de 130-200°C. La viscosidad intrínseca del PLA usado en la práctica de la presente invención es de preferencia de por lo menos aproximadamente 0.7 dL/g, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 0.9 dL/g y es de preferencia de hasta aproximadamente 2.0 dL/g, más preferentemente hasta aproximadamente 1.6 dL/g. Los PLA apropiados para la práctica de esta invención están disponibles en Cargill, Inc., Minetonka, MN y un grado preferido es PLA Polymer 4040D, y otros. De esta manera, los filamentos preferidos de la presente invención que contienen 1 , 3 -propandiol derivado biológicamente en el poli ( tereftalato de trimetileno) y PLA derivado biológicamente, pueden caracterizarse como más naturales y por tener menos impacto ambiental que las composiciones similares que comprenden las contrapartes basadas en petróleo. Los polímeros de PTT/PAHA pueden prepararse por cualquier técnica conocida, incluyendo las mezclas físicas y mezclas fundidas. De preferencia, el PTT y PAHA son mezclas fundidas y compuestas. De preferencia el PTT y PAHA se mezclan y se calientan a una temperatura suficiente para formar una mezcla, y una vez que se enfría, la mezcla se forma en un artículo formado, tales como pelotillas. El PTT y PAHA pueden formarse en una mezcla de muchas maneras diferentes. Por ejemplo, pueden (a) calentarse y mezclarse simultáneamente, (b) pre-mezclarse en un aparato separado antes del calentamiento o (c) calentarse y después mezclarse. Como un ejemplo, la mezcla polimérica puede elaborarse por inyección de la línea de transferencia. El mezclado, calentamiento y formación pueden llevarse a cabo por el equipo convencional diseñado para tal propósito, tales como extrusores, mezcladores Bunbury o similares. La temperatura debería estar por encima de los puntos de fusión de cada componente, pero debajo de la temperatura de descomposición más baja y, por lo tanto, deben ajustarse para cualquier composición particular de PAT y PAHA. La temperatura está típicamente en el intervalo de aproximadamente 180°C a aproximadamente 260°C, de preferencia de por lo menos aproximadamente 230°C y más preferentemente hasta aproximadamente 250°C, dependiendo del PTT y PAHA particular de la invención. Las composiciones poliméricas, si se desea, pueden contener aditivos, por ejemplo, deslustrantes, estabilizadores térmicos, aumentadores de la viscosidad, abrillantadores ópticos, pigmentos y antioxidantes. Ti02 u otros pigmentos pueden adicionarse al PTT, PAHA, la mezcla o en la manufactura de filamentos. Ver, por ejemplo, US3671379, US5798433, US 5340909, EP-A-0699700 , EP-A-0847960 y WO00/026301. Las poliamidas, tales como Nailon 6 o Nailon 6-6 pueden adicionarse en cantidades menores, por ejemplo, aproximadamente 0.5 a aproximadamente 15% en peso, basado en el peso del PTT, para mejorar las propiedades (por ejemplo, la resistencia) y la capacidad de procesamiento de las composiciones de la invención. Las composiciones y filamentos pueden prepararse usando un polímero de estireno, tal como se describe en US6923925. De preferencia, contienen aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10% en peso de polímero de estireno, en peso del polímero en la composición polimérica (o en peso del filamento continuo, biconstituyente en el caso de un filamento continuo, biconstituyente) . El polímero de estireno se dispersa en la composición polimérica y los filamentos contienen un polímero de estireno disperso completamente en los filamentos. De preferencia, el peso molecular promedio del polímero de estireno es de por lo menos aproximadamente 50,000 y de preferencia hasta aproximadamente 300,000, como se describe en la patente. El polímero de estireno se selecciona de preferencia del grupo que consiste de poliestireno, a-metil-poliestireno y copolímeros de estireno-butadieno y mezclas de los mismos, y es más preferentemente poliestireno. Las composiciones poliméricas de la invención pueden convertirse fácilmente en filamentos continuos, biconstituyentes . Pueden convertirse en pelotillas, refundirse e hilarse en filamentos o usarse directamente para el proceso de hilado. (El término "pelotillas" se usa genéricamente en este aspecto, y se usa sin tomar en cuenta la forma a menudo llamada "virutas", "hojuelas", etc.). Las composiciones poliméricas pueden hilarse en filamentos para ropa, revestimiento para el suelo y otras aplicaciones en donde son necesarios los filamentos, y pueden prepararse usando el equipo de elaboración de polímeros y filamentos convencionales. Como se describe en cualquier parte, las composiciones poliméricas de la invención proporcionan nuevos cambios en las propiedades físicas sobre el PTT mismo. Los filamentos de esta invención son filamentos biconstituyentes. Por "filamento biconstituyente" se entiende un filamento que comprende un polímero continuo y por lo menos una fase discontinua polimérica. Los filamentos biconstituyentes se forman de por lo menos dos polímeros, uno de los cuales forma la fase continua y el o los otros están en una o más fases discontinuas completamente en el filamento, en donde por lo menos dos polímeros se extruyen desde el mismo extrusor como una mezcla. El PTT forma la fase continua. El o los polímeros de PAHA forman una fase discontinua y se dispersa altamente a través de los filamentos. (Cuando se usan, los polímeros de estireno también formarán una fase discontinua) . Se excluyen específicamente de esta definición los filamentos bicomponentes y multicomponentes , tales como los filamentos de centro recubierto o lado a lado elaborados de dos tipos diferentes de polímeros o dos de los mismos polímeros tienen características diferentes en cada región. Esta definición no excluye otros polímeros que se dispersan en el filamento, y aditivos e ingredientes que están presentes. Los filamentos pueden ser redondos o tener otras formas, tales como octalobal, delta, ráfaga de luz solar (también conocida como sol), oval festoneada, trilobal, tetra-canal (también conocida como cuadri-canal ) , cinta festoneada, cinta, estrella en formación, etc. Pueden ser sólidas, huecas o multi-huecas y de preferencia son sólidas. Los filamentos de esta invención pueden tener ondulaciones, tales como en el caso de un hilo continuo hinchado o un hilo texturizado, pero las ventajas de esta invención pueden verse en hilos no ondulados, tales como hilos parcialmente orientados, hilos estirados hilados u otros hilos no ondulados, tales como los usados en muchos no tejidos . Por "continuo", los filamentos se están describiendo usando la terminología convencional usada en la técnica, y debería reconocerse fácilmente que este término se usa para describir filamentos largos, distinguiendo de esta manera los filamentos de las fibras cortadas u otras fibras cortas. De acuerdo con la invención pueden prepararse una amplia variedad de filamentos. Típicamente, los filamentos para la mayoría de los usos, tales como textiles y alfombras, tienen un tamaño de por lo menos aproximadamente 0.5 dpf (denier por filamento) y hasta aproximadamente 35 o más dpf. Los monofilamentos son más grandes y pueden ser de aproximadamente 2000 dpf. De preferencia, los filamentos continuos, biconstituyentes se hilan a una velocidad de aproximadamente 1000 a aproximadamente 8000 metros/minuto (m/min) , más preferentemente de aproximadamente 2800 a aproximadamente 5000 m/min, y aún más preferentemente de aproximadamente 2800 a aproximadamente 4000 m/min. Para los propósitos de este documento, la velocidad de hilado es la velocidad máxima usada durante el proceso de hilado, y dependiendo del proceso usado, se mide típicamente en un rodillo de estirado o rueda de alimentación. Por velocidad de "rodillo de estirado" debería entenderse que se está haciendo referencia a la velocidad de estirado directamente después de la extrusión, tales como en el proceso de hilo estirado hilado, y no al proceso de estirado separado que puede ser un segundo proceso llevado a cabo después del enrollado de los filamentos, tales como un proceso de estirado-texturizado aplicado a un hilo orientado parcialmente. Los hilos orientados parcialmente, hilos estirados hilados y los hilos texturizados descritos anteriormente, se usan para preparar telas textiles, tales como telas tejidas por punta y tejidas. Los hilos parcialmente orientados de poli (tereftalato de trimetileno) se describen en US6287688, US6333106 y US6672047. Se describen en la presente las etapas básicas de manufacturación de los hilos orientados parcialmente que incluyen hilado, entrelazado y enrollado de los filamentos de poli (tereftalato de trimetileno). Esta invención puede practicarse usando las etapas u otras etapas usadas convencionalmente para la elaboración de hilos de poliéster orientados parcialmente. De preferencia, antes del hilado la mezcla se calienta a una temperatura mayor del punto de fusión del baño de poli ( tereftalato de trimetileno) y el polímero de PLA y extrudiendo la mezcla a través de una hilera y a una temperatura de aproximadamente 180 a aproximadamente 270°C, de preferencia por lo menos aproximadamente 220°C y hasta aproximadamente 260°C. Las temperaturas superiores son útiles con menores tiempos de residencia. Mientras se calienta, como durante el mezclado y en la alimentación de la hilera, típicamente el tiempo de residencia es de 5 minutos o menos y la temperatura es menor que la temperatura de transesterificación efectiva. El nivel de transesterificación bajo estas condiciones es menor de 2%. (Actualmente, la transesterificación no puede cuantificarse a 2% o menos). Los hilos parcialmente orientados son hilos multifilamento . Los hilos (también conocidos como "manojos") comprenden de preferencia por lo menos aproximadamente 10 y aún más preferentemente por lo menos aproximadamente 25 filamentos, y por lo regular pueden contener hasta aproximadamente 150 o más, de preferencia hasta aproximadamente 100, más preferentemente hasta aproximadamente 80 filamentos. Los hilos que contienen 34, 48, 68 ó 72 filamentos son comunes. Los hilos tienen por lo regular un denier total de por lo menos aproximadamente 5, preferentemente por lo menos aproximadamente 20, de preferencia por lo menos aproximadamente 50 y hasta aproximadamente 1500 o más, de preferencia hasta aproximadamente 250. De preferencia, los filamentos individuales son de por lo menos aproximadamente 0.5 dpf (denier por filamento) más preferentemente por lo menos aproximadamente 1 dpf y hasta aproximadamente 10 o más dpf, más preferentemente hasta aproximadamente 7 dpf. Los filamentos típicos son aproximadamente 3 a 7 dpf y los filamentos finos son de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2.5 dpf . Las velocidades de hilado pueden correr de aproximadamente 1800 a aproximadamente 8000 o más metros/minuto ("m/min") y son de preferencia de por lo menos aproximadamente 2000 m/min, más preferentemente por lo menos aproximadamente 2500 m/min y más preferentemente por lo menos aproximadamente 3000 m/min. Se prefieren las velocidades de hilado de aproximadamente 3200 m/minuto usadas frecuentemente para hilar hilos orientados parcialmente de poli ( tereftalato de trimetileno) . Los filamentos se describen principalmente con filamentos típicos de 3 a 7 dpf. Las velocidades de hilado para los filamentos finos son menores. Por ejemplo, los hilos de multifilamento de poli ( tereftalato de trimetileno) de filamentos finos se hilan actualmente a aproximadamente 1800 m/minuto a aproximadamente 2500 m/minuto o mayor. Los hilos orientados parcialmente se enrollan por lo regular en un carrete y pueden usarse para hacer telas o procesarse adicionalmente en otros tipos de hilo, tales como hilo texturizado. Estas fibras no están onduladas. También puede almacenarse en una lata antes de preparar las telas o el procesamiento adicional o pueden usarse directamente sin la formación de un carrete u otro almacenamiento. El hilo estirado hilado, también conocido como "hilo estirado completamente", también puede prepararse de manera ventajosa usando la invención. Las etapas preferidas de la manufacturación de los hilos estirados hilados incluyen hilado, estirado, opcional y preferentemente recocido, opcionalmente entrelazado y enrollado de los filamentos de poli ( tereftalato de trimetileno), son similares a las usadas para preparar los hilos de poli (tereftalato de trimetileno). Estas fibras no están onduladas. Estos hilos también son hilos multifilamento . Los hilos (también conocidos como "manojos") comprenden de preferencia por lo menos aproximadamente y aún más preferentemente por lo menos aproximadamente 25 filamentos y típicamente puede contener hasta aproximadamente 150 o más, de preferencia hasta aproximadamente 100, más preferentemente hasta aproximadamente 80 filamentos. Los hilos que contienen 34, 48, 68 ó 72 filamentos son comunes. Los hilos tienen típicamente un denier total de por lo menos aproximadamente 5, de preferencia de por lo menos aproximadamente 20, de preferencia de por lo menos aproximadamente 50 y hasta aproximadamente 1,500 o más, de preferencia hasta aproximadamente 250. Los filamentos individuales son de preferencia de por lo menos aproximadamente 0.1 dpf, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 0.5 dpf, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 0.8 dpf y hasta aproximadamente 10 o más dpf, más preferentemente hasta aproximadamente 5 dpf y más preferentemente hasta aproximadamente 3 dpf. La relación de estirado es de por lo menos 1.01, de preferencia de por lo menos aproximadamente 1.2 y más preferentemente de por lo menos aproximadamente 1.3. La relación de estirado es de preferencia hasta aproximadamente 5, más preferentemente hasta aproximadamente 3 y más preferentemente hasta aproximadamente 2.5. Las velocidades de estirado (medidas en el rodillo al final de la etapa de estirado) pueden correr de aproximadamente 2000 o más m/min, y son de preferencia de por lo menos aproximadamente 3000 m/min, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 3200 m/min y de preferencia hasta aproximadamente 8000 m/min, más preferentemente hasta aproximadamente 7000 m/min. Los hilos estirados hilados se enrollan usualmente en un carrete, y pueden usarse para elaborar telas o procesarse adicionalmente en otros tipos de hilo, tal como hilo texturizado . Los hilos texturizados pueden prepararse de hilos orientados parcialmente o hilos estirados hilados. La diferencia principal es que los hilos orientados parcialmente requieren usualmente estirado, mientras que los hilos estirados hilados ya están estirados. US6287688, US6333106 y US6672047, describen las etapas básicas de la manufacturación de hilos texturizados a partir de hilos orientados parcialmente. Esta invención puede practicarse usando las etapas u otras etapas usadas convencionalmente para la elaboración de hilos de poliéster orientados parcialmente. Las etapas básicas incluyen desenrollar los hilos desde un carrete, estirar, torcer, fijar térmica, destorcer y enrollar en un carrete. El texturizado imparte ondulación por torcido, fijación térmica y destorcido por el proceso conocido comúnmente como texturizado por torcido falso. El texturizado por torcido falso se controla cuidadosamente para evitar la ruptura del hilo y filamento excesiva. Un proceso preferido para el torcido falso por fricción, como se describe en US6287688, US6333106 y US6672047, comprende calentar el hilo orientado parcialmente hasta una temperatura entre 140°C y 220°C, torcido del hilo usando un dispositivo de inserción torcido, de modo que en la región entre el dispositivo de inserción torcido y la entrada del calentador, el hilo tiene un ángulo de torcido de aproximadamente 48° a 52° y enrollar el hilo en un carrete. Cuando se prepara de un hilo estirado hilado, el proceso es el mismo excepto que el estirado se reduce hasta un nivel muy bajo (por ejemplo, una relación de estirado puede ser tan baja como 1.01) . Estos hilos multifilamento (también conocidos como "manojos") comprenden el mismo número de filamentos que los hilos orientados parcialmente y los hilos estirados hilados de los que se elaboran. De esta manera, comprenden de preferencia por lo menos aproximadamente 10 y aún más preferentemente por lo menos aproximadamente 25 filamentos y típicamente pueden contener hasta aproximadamente 150 o más, de preferencia hasta 100, más preferentemente hasta aproximadamente 80 filamentos. Los hilos tienen por lo regular un denier total de por lo menos aproximadamente 1, más preferentemente por lo menos 20, de preferencia por lo menos aproximadamente 50 y hasta aproximadamente 1500 o más, de preferencia hasta aproximadamente 250. Los filamentos individuales son de preferencia de aproximadamente 0.1 dpf, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 0.5 dpf, más preferentemente de por lo menos aproximadamente 0.8 dpf, y hasta aproximadamente 10 o más dpf, más preferentemente hasta aproximadamente 5 dpf y más preferentemente hasta aproximadamente 3 dpf. Cuando se preparan de un hilo orientado parcialmente, la relación de estirado es de por lo menos 1.01, de preferencia de por lo menos aproximadamente 1.2 y más preferentemente de por lo menos aproximadamente 1.3. La relación de estirado es de preferencia hasta aproximadamente 5, más preferentemente hasta aproximadamente 3 y más preferentemente hasta aproximadamente 2.5. Las velocidades de estirado (como se midieron en el rodillo al final de la etapa de estirado) puede correr de aproximadamente 50 a aproximadamente 1200 o más m/min y son de preferencia de por lo menos aproximadamente 300 m/min, y de preferencia hasta aproximadamente 1000 m/min. Cuando se preparan de hilos estirados hilados, las velocidades (como se midieron en el primer rodillo en que se pone en contacto el filamento) pueden correr de aproximadamente 50 a aproximadamente 1200 o más m/min y son de preferencia de por lo menos aproximadamente 300 m/min y de preferencia hasta aproximadamente 800 m/min. Los hilos del filamento continuo hinchado de poli (tereftalato de trimetileno) ("BCF") y su manufactura se describen en US5645782, US6109015, US6113825, US6740276, US6777059 y US2004-198120A1. Los hilos de BCF se usan para preparar todos los tipos de alfombras, así como textiles. Las etapas preferidas involucradas en la preparación de filamentos continuos hinchados incluyen hilado (por ejemplo, extrudido, enfriamiento y recubrimiento (terminado por hilado) de los filamentos), estirado de etapa simple o multietapa (de preferencia con rodillos calentados, pernos calentados o asistencia con un fluido caliente (por ejemplo, vapor o aire) de aproximadamente 80 a aproximadamente 200°C y a una relación de estirado de aproximadamente 3 a aproximadamente 5, de preferencia de por lo menos aproximadamente 3.4 y de preferencia hasta aproximadamente 4.5, recocido a una temperatura de aproximadamente 120 a aproximadamente 200°C, hinchado, enredado (que puede llevarse a cabo en una etapa con hinchado o en una etapa separada subsecuente) opcionalmente relajado y enrollado de los filamentos en un carrete para el uso subsecuente. Los hilos de filamento continuo hinchados pueden elaborar en alfombras usando las técnicas bien conocidas. Por lo regular, un número de hilos son capaces de torcerse juntos y fijarse con calor en un dispositivo primario tal como una autoclave, SUESSEN o SUPERBA y después formarse en mechones en es respaldo primario. Después se aplican adhesivo de látex y un respaldo secundario. La invención también puede usarse para preparar monofilamentos . De preferencia, los monofilamentos son de 10 a 2000 dpf, y dependiendo de la aplicación, son de preferencia de 50-2000 dpf, más preferentemente 50-1000 dpf y más preferentemente de 100-500 dpf. Los monofilamentos, hilos de monofilamento y uso de los mismos se describen en US5340909, EP-A-1167594 y WO 2001/75200, excepto que se usan las temperaturas del hilado descritas anteriormente. Mientras que la invención se describe principalmente con respecto a hilos multifilamento, debería entenderse que las preferencias descritas en la presente son aplicables a monofilamentos . Los monofilamentos se usan para elaborar muchos artículos diferentes, que incluyen cepillos (por ejemplo, cepillos para pintar, cepillos de de dientes, etc.), sedal, etc. Los siguientes ejemplos se presentan para el propósito de ilustración de la invención y no se pretende que sean limitantes. Todas las partes, porcentajes, etc., están en peso a menos que se indique lo contrario.

EJEMPLOS Materiales El PTT usado para los filamentos fue poli (tereftalato de trimetileno) semi-mate (E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE), que tiene una viscosidad de 1.02 dl/g y que contiene 0.3% en peso de Ti02. El PLA usado fue el poli (ácido láctico) PLA Polymer 4040D de Cargill, Inc., Minetonka, MN.

Método de Prueba 1. Medición de la viscosidad intrínseca Las viscosidades intrínsecas (IV, por sus siglas en inglés) de PTT y PAHA se determinaron usando la viscosidad medida con un Viscotek Forced Flow Viscometer Y900 (Viscotek Corporation, Houston, TX) para el polímero disuelto en ácido trifluoroacético/cloruro de metileno 50/50% en peso a una concentración de 0.4 gramos/dL a 19°C siguiendo un método automatizado basado en ASTM D 5225-92. Los valores de IV medidos de PTT se correlacionaron con los valores de IV medidos manualmente en fenol/1 , 1 , 2 , 2-tetracloroetano 60/40% en peso siguiendo ASTM D 4603-96. Ver también US5840957.

Método de prueba 2. Tenacidad y elongación a la ruptura Las propiedades físicas de los hilos reportadas en los siguientes ejemplos se midieron usando un Medidor de tensión de Instron Corp., modelo No. 1122 (Instron Corp., Cantón MI). Más específicamente, la elongación a la ruptura, Eb y la tenacidad se midieron de acuerdo con ASTM D-2256.

Ejemplo 1-5 y Ejemplo comparativo A Se prepararon las mezclas de PTT y PLA, se combinaron y se extrudieron, se formaron en pelotillas e hilaron en filamentos, usando composiciones poliméricas que contuvieron 1% (Ejemplo 1), 2% (Ejemplo 2), 5% (Ejemplo 3), 10% (Ejemplo 4) y 20% (Ejemplo 5), todos en peso de la composición polimérica, PLA (el balance fue de PTT) . El Ejemplo comparativo A fue de PTT sin PLA adicionado y se usaron como un control, y de esta manera, se omitieron las etapas de mezclado. Las propiedades se describen en la Tabla 1. Las pelotillas de PTT se secaron hasta un contenido de humedad menor de 40 microgramos/g de polímero en un horno al vacío a 120°C durante un mínimo de 16 horas. Las pelotillas de PLA se secaron hasta un contenido de humedad menor de 40 microgramos/g de polímero en un horno al vacío a 80°C durante un mínimo de 16 horas. Las pelotillas secadas de ambos polímeros se removieron del horno y se cayeron en una tolva con suministro de manta de nitrógeno que se mantuvo a temperatura ambiente. Las pelotillas se alimentaron a un extrusor de 28 mm (de doble tornillo Warner-Flyter tipo 2SK-28-W8D12V, modelo #180-165, Ra sey NJ) a 100 g/min. El extrusor se operó a una temperatura de aproximadamente 230°C. El polímero mezclado extrudido se extruyó y se cortó en pelotillas. El hilo de multifilamento fue un hilo orientado parcialmente y el hilado comprendió extrudir la mezcla polimérica a través de una hilera, apagar, entrelazar y enrollar los filamentos. Las pelotillas se colocaron en un horno al vacío para el secado durante un mínimo de 16 horas a 120°C. Las pelotillas secadas se removieron del horno y se cayeron rápidamente en una tolva con suministro de manta de nitrógeno que se mantuvo a temperatura ambiente. Las pelotillas se alimentaron a un re-fundidor de doble tornillo. Las secciones de calentamiento del barril se ajustaron a 240°C para la zona 1, 265°C para las zonas 2 a 5 y 268°C para las zonas 7-8. El bloqueo de la bomba fue a 268°C, el calentador de caja del paquete a 268°C. Las pelotillas se extrudieron a través de un empaque de hilado de filtro de arena y una hilera de 34 orificios redondos (0.012 pulgadas (0.3 mm) de diámetro y orificios de 0.022 pulgadas (0.56 mm) de profundidad capilar mantenidos a 273 °C. Las corrientes f ilamentarias que salen de la hilera se apagaron con aire a 21°C, convergieron a un mechón y se aplicó un terminado de hilado. El transporte de los rodillos con una velocidad sub-superf icial descrita en la siguiente Tabla 1 liberó el mechón de hilo a un chorro de entrelazado y después en una corrida final a la velocidad descrita en la siguiente Tabla 1. Las condiciones de hilado y las propiedades de los hilos orientados parcialmente resultantes se describen en la Tabla 1.

Tabla 1. Propiedades del filamento La Tabla 1 muestra que el módulo de Young de los filamentos hilados de las mezclas de PTT/PLA aumentó significativamente con el aumento en las proporciones de PLA a velocidades de hilado superiores. También las propiedades de hilado, incluyendo el denier, la tenacidad y la elongación, de las mezclas de PTT/PLA fueron comparables con PTT sólo. Los intentos para hilar la mezcla de PTT/PLA del Ejemplo 5 (20% de PLA) no fueron exitosos debido a la ruptura del filamento, de modo que no se presentan los datos. La descripción anterior de las modalidades de la invención se ha presentado para propósitos de ilustración y descripción. No se pretende que sea exhaustiva o que limite la invención a las formas precisas descritas. Muchas variaciones y modificaciones de las modalidades descritas en la presente serán obvias para un experto ordinario en la técnica desde el punto de vista de la descripción. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Filamento continuo, biconstituyente, caracterizado porque comprende poli ( tereftalato de trimetileno) y aproximadamente 0.5 a aproximadamente 18% en peso, en peso de los filamentos de poli (hidroxiácido alfa).
2. 2. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende aproximadamente 82 a aproximadamente 95.5% en peso, en peso del filamento, de poli (tereftalato de trimetileno).
3. 3. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el poli (hidroxiácido alfa) es el ácido poliláctico.
4. 4. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido poliláctico es un polímero derivado biológico.
5. 5. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el poli (tereftalato de trimetileno) se elabora con un 1,3-propandiol preparado por un proceso de fermentación usando una fuente biológica renovable.
6. 6. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el poli (tereftalato de trimetileno) se elabora con un 1,3-propandiol preparado por un proceso de fermentación usando una fuente biológica renovable.
7. 7. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el poli (tereftalato de trimetileno) se elabora con un 1,3-propandiol preparado por un proceso de fermentación usando una fuente biológica renovable.
8. 8. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque contiene aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10% en peso de poliestireno dispersado a través del filamento.
9. 9. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque no ondulado.
10. 10. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque es de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 35 dpf.
11. 11. El filamento continuo, biconstituyente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque es un monofilamento de aproximadamente 10 a aproximadamente 2000 dpf.
12. 12. Proceso para preparar el filamento continuo, biconstituyente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque comprende las etapas de (a) proporcionar una composición fundida que comprende poli ( tereftalato de trimetileno) y aproximadamente 0.5 a aproximadamente 18% en peso de la composición del poli (hidroxiácido alfa) y (b) formar filamentos continuos, biconstituyentes de la composición.
13. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la formación de los filamentos continuos, biconstituyentes comprende hilar los filamentos a una velocidad de aproximadamente 1000 a aproximadamente 8000 m/min.