MXPA06006173A - Estructuras polimericas que comprenden un sistema hidrofilo/lipofilo - Google Patents
Estructuras polimericas que comprenden un sistema hidrofilo/lipofiloInfo
- Publication number
- MXPA06006173A MXPA06006173A MXPA/A/2006/006173A MXPA06006173A MXPA06006173A MX PA06006173 A MXPA06006173 A MX PA06006173A MX PA06006173 A MXPA06006173 A MX PA06006173A MX PA06006173 A MXPA06006173 A MX PA06006173A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- hydroxyl
- polymer
- composition
- hydrophilic
- lipophilic
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 187
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 155
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 148
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 44
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 17
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 12
- 229920000126 Latex Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 claims description 8
- -1 alcohol sulphates Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 3
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-L 2-sulfobutanedioate Chemical class OS(=O)(=O)C(C([O-])=O)CC([O-])=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 claims description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002194 fatty esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010685 fatty oil Substances 0.000 claims description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 2
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L Sulphite Chemical class [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 claims 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000008624 imidazolidinones Chemical class 0.000 claims 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 35
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 9
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 6
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 6
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 6
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000011068 load Methods 0.000 description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 5
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 5
- 125000005373 siloxane group Chemical group [SiH2](O*)* 0.000 description 5
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 5
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 5
- DTBNBXWJWCWCIK-UHFFFAOYSA-N Phosphoenolpyruvic acid Natural products OC(=O)C(=C)OP(O)(O)=O DTBNBXWJWCWCIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static Effects 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 4
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N imidazolidin-2-one Chemical compound O=C1NCCN1 YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N Benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated Effects 0.000 description 2
- 230000002902 bimodal Effects 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 2
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical class CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 2
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- ICAXUQIEOXHXKK-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxo-1,4-di(tridecoxy)butane-2-sulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCOC(=O)CC(S(O)(=O)=O)C(=O)OCCCCCCCCCCCCC ICAXUQIEOXHXKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WWAPGZFQDSBXRB-UHFFFAOYSA-N 2,2-dihydroxyethylurea Chemical compound NC(=O)NCC(O)O WWAPGZFQDSBXRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N Ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M Dioctyl sodium sulfosuccinate Chemical compound [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 229940015043 Glyoxal Drugs 0.000 description 1
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 229910004759 OSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004264 Petrolatum Substances 0.000 description 1
- 229940066842 Petrolatum Drugs 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N Sorbitan Chemical class OCC(O)C1OCC(O)[C@@H]1O JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019892 Stellar Nutrition 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008055 alkyl aryl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000111 anti-oxidant Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 125000005418 aryl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- UBKBVPONTPMQQW-UHFFFAOYSA-N azane;2-hydroxyacetic acid Chemical compound [NH4+].OCC([O-])=O UBKBVPONTPMQQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHSUFXPGQQQGPH-UHFFFAOYSA-N azanidylmethylazanide Chemical class [NH-]C[NH-] SHSUFXPGQQQGPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWKOZPVPARTQIV-UHFFFAOYSA-N azanium;hydron;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate Chemical compound [NH4+].OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC([O-])=O BWKOZPVPARTQIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- FJFOVISFRWPXDB-UHFFFAOYSA-N carbamoyloxymethyl carbamate Chemical compound NC(=O)OCOC(N)=O FJFOVISFRWPXDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic Effects 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N fumaric acid Chemical compound OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002357 guanidines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl radical Chemical class [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000010102 injection blow moulding Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L na2so4 Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial Effects 0.000 description 1
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 150000003585 thioureas Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N α-D-galactose Chemical class OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
Abstract
Se proporcionan composiciones que contienen polímeros de hidroxilo, en especial aquellas que pueden procesarse en estructuras poliméricas, particularmente en forma de fibras.
Description
ESTRUCTURAS POLI M ERICAS QUE COMPRENDEN UN SISTEMA HIDRÓFILO/LIPÓFILO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a composiciones que contienen polímeros de hidroxilo, en especial aquellas que pueden procesarse en estructuras poliméricas, particularmente en forma de fibras.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las estructuras poliméricas y las composiciones que contienen polímeros de hidroxilo a partir de las cuales se obtienen las estructuras poliméricas son generalmente conocidas en la industria. En particular, se conocen las estructuras poliméricas que contienen polímeros de hidroxilo tales como filamentos o fibras de almidón. Sin embargo, las fibras o filamentos de almidón elaborados con composiciones que contienen polímeros de hidroxilo de la industria anterior, típicamente las composiciones que contienen polímeros de hidroxilo o elaborados por el procesamiento de polímeros, tienden a exhibir una apariencia pegajosa, viscosa y son dilatables o solubles en agua. Estas dos propiedades de las fibras o filamentos de almidón de la industria anterior afectan de manera negativa su uso en los productos de consumo, en especial en los productos tales como estructuras fibrosas o productos higiénicos de papel tisú elaborados a partir de esas estructuras fibrosas. En consecuencia, existe la necesidad de identificar composiciones que contienen polímeros de hidroxilo o estructuras poliméricas obtenidas a partir de ellas que resuelvan las desventajas de ese tipo de composiciones o estructuras poliméricas obtenidas
de las composiciones de la industria anterior.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención satisface las necesidades descritas con anterioridad al proporcionar una composición que contiene polímeros de hidroxilo y las estructuras obtenidas de la misma, sin las desventajas de las mismas composiciones y estructuras de la industria anterior. En un aspecto de la presente invención se proporciona una composición que contiene polímeros de hidroxilo y comprende una mezcla acuosa que comprende polímeros de hidroxilo; un sistema hidrófilo/lipófilo que comprende un componente hidrófilo y un componente lipófilo; y un sistema de reticulación que comprende un agente de reticulación; en donde el componente hidrófilo facilita la dispersión del componente lipófilo en la mezcla acuosa. En otras palabras, el componente hidrófilo permite la distribución uniforme o prácticamente uniforme del componente lipófilo en toda la mezcla acuosa. En otro aspecto se proporciona una estructura polimérica derivada de una composición que contiene polímeros de hidroxilo de conformidad con la presente invención. En otro aspecto se proporciona una estructura fibrosa que comprende una o más estructuras poliméricas de conformidad con la presente invención. En aún otro aspecto de la presente invención, se provee un producto higiénico de papel tisú de una sola hoja o de múltiples hojas que comprende una estructura fibrosa según la presente invención. El producto de papel tisú exhibe un límite de fluencia en húmedo de aproximadamente 1000 a aproximadamente 6000 Pa a una tensión mínima de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 medida por el Método de prueba del límite
de fluencia en húmedo descrito en la presente, y/o un volumen húmedo de al menos aproximadamente 40 % y/o al menos aproximadamente 50 % del volumen seco medido por el Método de prueba del volumen húmedo descrito en la presente. En otro aspecto de la presente invención se proporciona un método para preparar una composición que contiene polímeros de hidroxilo de conformidad con la presente invención. En otro aspecto de la presente invención se proporciona un método para preparar una estructura polimérica de conformidad con la presente invención. En otro aspecto de la presente invención se proporciona una estructura polimérica en forma de fibra producida de conformidad con un método d e I a p resente invención. En consecuencia, la presente invención proporciona una composición que contiene polímeros de hidroxilo, una estructura polimérica derivada de esa composición, estructuras fibrosas que comprenden las estructuras poliméricas, productos higiénicos de papel tisú que comprenden las estructuras fibrosas y métodos para preparar la composición que contiene polímeros de hidroxilo y la estructura polimérica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1A es una vista esquemática lateral del barril de un extrusor de doble tornillo adecuado para utilizarse en la presente invención. La Figura 1 B es una vista esquemática lateral de la configuración de un tornillo y elemento de mezclado adecuado para utilizarse en el barril de la Figura 1A. La Figura 2 es una vista esquemática lateral de un proceso para sintetizar una estructura polimérica de conformidad con la presente invención.
La Figura 3 es una vista esquemática lateral parcial del proceso de la presente invención en donde se observa una zona de atenuación. La Figura 4 es una vista esquemática en planta tomada a lo largo de las líneas 4-4 de la Figura 3 que muestra una distribución posible de una pluralidad de boquillas de extrusión organizadas para proporcionar las estructuras poliméricas de la presente invención. La Figura 5 es una vista similar a la incluida en la Figura 4 que muestra una distribución posible de los orificios para proporcionar aire periférico alrededor de la zona de atenuación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Definiciones Como s e u tiliza en la presente, "fibra" o "filamento" significa un objeto delgado, fino y altamente flexible que tiene un eje principal que es muy largo en comparación con los dos ejes recíprocamente ortogonales que son perpendiculares al eje principal. De preferencia, una relación de aspecto de la longitud del eje principal a un diámetro equivalente de la sección transversal de la fibra perpendicular al eje principal es mayor que 100/1 , de preferencia mayor que 500/1 , con más preferencia mayor que 1000/1 y con la máxima preferencia mayor que 5000/1. Las fibras pueden ser continuas o prácticamente continuas o incluso, discontinuas. Las fibras de la presente invención pueden tener un diámetro de fibra menor que aproximadamente 50 mieras y/o menor que aproximadamente 20 mieras y/o menor que aproximadamente 10 mieras y/o menor que aproximadamente 8 mieras y/o menor que aproximadamente 6 mieras y/o menor que aproximadamente 4 mieras, tal
como se mide a través del Método de prueba de diámetro de fibra descrito en la presente. Como se utiliza aquí "temperatura del proceso de hilatura" se refiere a la temperatura en la cual las fibras que contienen polímeros de hidroxilo se atenúan en la superficie externa de la tobera rotativa de hilatura a medida que se forman dichas fibras. Como se utiliza aquí, "composición que contiene polímeros de hidroxilo" se refiere a una composición que contiene como mínimo u n p olímero d e h idroxilo. E n u n ejemplo, esta composición contiene como mínimo un material que no se funde antes de descomponerse. Por ejemplo un polímero de hidroxilo puede disolverse en agua en lugar de fundirse y luego secarse (eliminación de agua) durante un proceso de formación de fibra.
A. Composición que contiene polímeros de hidroxilo La composición que contiene polímeros de hidroxílo descrita en la presente invención incluye un polímero de hidroxilo. Como se utiliza aquí, "polímero de hidroxilo" se refiere a un polímero que contiene más de 10 %, y/o más de 20 % y/o más de 25 % de grupos hidroxilo en peso. La composición que contiene polímeros de hidroxilo puede ser un compuesto que contiene una mezcla de polímeros en la cual al menos uno de ellos es un polímero de hidroxilo, cargas inorgánicas y orgánicas, fibras, y agentes de espuma. La composición que contiene polímeros de hidroxilo puede estar previamente formada. En una modalidad, el polímero de hidroxilo puede solubilizarse por el contacto con un líquido tal como agua para formar esa composición. Se puede considerar tal líquido para los propósitos de la presente invención para desempeñar la función de un plastificante externo. De manera alternativa, puede utilizarse cualquier otro proceso adecuado conocido por las personas de habilidad en la industria para producir la
composición que contiene polímeros de hidroxilo de modo que las propiedades de ésta permitan su procesamiento en una estructura polimérica de conformidad con la presente invención. La composición que contiene polímeros de hidroxilo puede tener o soportar una temperatura aproximada que varía de aproximadamente 23 °C a aproximadamente
100 °C, y/o de aproximadamente 65 °C a aproximadamente 95 °C y/o de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 90 °C cuando se elaboran estructuras poliméricas a partir de ella. La composición que contiene polímero de hidroxilo no sustituido puede tener o estar expuesta a una temperatura que es generalmente mayor cuando se elaboran estructuras poliméricas de película o espuma, como se describe a continuación. El pH de la composición que contiene polímero de hidroxilo no sustituido puede variar de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 10, y/o de aproximadamente 3 a aproximadamente 9.5, y/o de aproximadamente 3 a aproximadamente 8.5, y/o de aproximadamente 3.2 a aproximadamente 8, y/o de aproximadamente 3.2 a aproximadamente 7.5. Este tipo de composiciones puede tener una viscosidad de rozamiento medida de conformidad con el Método de prueba de viscosidad de rozamiento de las composiciones que contienen polímeros de hidroxilo descrito en la presente menor que 300 Pa.s y/o de aproximadamente 0.1 Pa.s a aproximadamente 300 Pa.s, y/o de aproximadamente 1 Pa.s a aproximadamente 250 Pa.s, y/o de aproximadamente 3 Pa.s a aproximadamente 200 Pa.s a una velocidad de rozamiento de 3000 s"1 y a la temperatura de procesamiento de la hilatura. En un ejemplo, la viscosidad de rozamiento normalizada de la composición que contiene polímeros de hidroxilo descrita en la presente invención no debe superar más de 1.3 veces el valor inicial de la viscosidad de rozamiento después de 70 minutos
y/o 2 veces el valor inicial de la viscosidad de rozamiento después de 130 minutos cuando se mide a u na velocidad d e rozamiento d e 3000 s"1 d e conformidad con e l Método d e prueba del cambio de la viscosidad de rozamiento descrito en la presente. En otro ejemplo, una composición que contiene polímeros de hidroxilo de la presente invención puede contener al menos aproximadamente 5 %, y/o al menos aproximadamente 15 %, y/o de al menos aproximadamente 20 %, y/o 30 %, y/o 40 %, y/o 45 %, y/o 50 % a a proximadamente 75 %, y/o 80 %, y/o 85 %, y/o 90 %, y/o 95 % y/o 99.5 % de un polímero de hidroxilo, en peso de la composición que contiene polímeros de hidroxilo. El peso molecular promedio ponderado aproximado del p olímero d e h idroxilo puede ser mayor que 100,000 g/mol antes de la reticulación. Puede estar presente un sistema de reticulación en la composición que contiene polímero de hidroxilo o se puede agregar a dicha composición que contiene polímero de hidroxilo antes del procesamiento del polímero de tal composición que contiene polímero de hidroxilo. La composición que contiene polímeros de hidroxilo puede incluir a) como mínimo aproximadamente 5 %, y/o al menos aproximadamente 15 %, y/o al menos aproximadamente 20 %, y/o 30 %, y/o 40 %, y/o 45 % y/o 50 % a aproximadamente 75 %, y/o 80 % y/o 85 % de un polímero de hidroxilo en peso de la composición; b) un sistema de reticulación que comprende de aproximadamente 0.1 % a aproximadamente 10 % de un agente de reticulación en peso de la composición; y c) de aproximadamente 10 %, y/o
%, y/o 20 % a aproximadamente 50 %, y/o 55 %, y/o 60 % y/o 70 % de un plastificante externo, por ejemplo agua, en peso de la composición. Además del agente de reticulación, el sistema de reticulación de la presente invención también puede comprender un facilitador de reticulación. Como se utiliza aquí, "facilitador de reticulación" se refiere a cualquier
material capaz de activar un agente de reticulación transformando así al agente de reticulación desde su estado inactivo a su estado activo. Dicho de otro modo, cuando un agente de reticulación está inactivo, el polímero de hidroxilo de la composición que lo contiene no se retícula de manera inadecuada como se determina de conformidad con el Método de prueba del cambio de la viscosidad de rozamiento descrito en la presente. Cuando un agente de reticulación de conformidad con la presente invención está activo, este agente preferentemente puede reticular de manera adecuada al polímero de hidroxilo de la estructura polimérica como se determina de conformidad con el Método de prueba de la tensión inicial total en húmedo descrito en la presente. Al reticular el polímero de hidroxilo, el agente de reticulación se convierte en una parte integral de la estructura polimérica por la reticulación del polímero de hidroxilo como se muestra en la siguiente representación esquemática:
Polímero de hidroxilo - agente de reticulación - polímero de hidroxilo
El facilitador de reticulación puede incluir derivados del material que pudieran estar presentes después de la transformación/activación del agente de reticulación. Por ejemplo una sal facilitadora de reticulación modificada químicamente a su forma acida y viceversa. Los ejemplos no limitantes de facilitadores de reticulación adecuados incluyen los ácidos con un pKa de 2 a 6 o las sales de éstos. Los facilitados de reticulación pueden ser ácidos de Bronsted o sales de éstos, preferentemente sus sales de amonio. Además, las sales metálicas tales como sales de magnesio y zinc pueden utilizarse como facilitadores de reticulación, individualmente o combinadas con ácidos de
Bronsted o las sales de éstos. Los ejemplos no restrictivos de facilitadores de reticulación adecuados incluyen ácido acético, ácido benzoico, ácido cítrico, ácido fórmico, ácido glicólico, ácido láctico, ácido maleico, ácido itálico, ácido fosfórico, ácido succínico y mezclas de éstos y/o sus sales; de preferencia sus sales de amonio como glicolato de amonio, citrato de amonio y sulfato de amonio.
Síntesis de la composición que contiene polímeros de hidroxilo La composición que contiene polímero de hidroxilo de la presente invención se puede preparar utilizando un extrusor de tornillo, tal como un extrusor de doble tornillo con cilindro ranurado. En la Figura 1A se ilustra esquemáticamente un barril 10 de un extrusor de doble tornillo APV Baker (Peterborough, Inglaterra). El barril 10 está dividido en ocho zonas, identificadas como zonas 1-8. El barril 10 contiene el tornillo de extrusión y los elementos de mezclado mostrados esquemáticamente en la Figura 1B y sirve como un recipiente de contención durante el proceso de extrusión. La zona 1 incluye un puerto de alimentación de sólidos 12 y un puerto de alimentación de líquidos 14. La zona 7 incluye una ranura 16 para enfriar y reducir el contenido de líquido tal como agua, de la mezcla, antes de que salga del extrusor. Puede utilizarse una embutidora de ventilación opcional, distribuida en el mercado por APV Baker, para evitar que la composición que contiene polímero de hidroxilo salga a través de la ranura 16. El flujo de la composición a través del barril 10 pasa desde la zona 1 para salir del barril 10 en la zona 8. En la Figura 1 B se ilustra esquemáticamente una configuración de tornillo y elemento de mezclado para el extrusor de doble tornillo. Este extrusor contiene una pluralidad de husillos dobles (TLS, por sus siglas en inglés) (identificados como A y B) y
husillos simples (SLS, por sus siglas en inglés) (identificados como C y D) instalados en serie. Los elementos de tornillo (A - D) se caracterizan por la cantidad de husillos continuos y el paso de éstos. Un husillo es un aspa (a un ángulo de hélice determinado) que envuelve el núcleo d el tornillo. La cantidad d e h usillos i ndica l a cantidad de aspas que envuelven el núcleo en un punto determinado de la longitud del tornillo. Al aumentar la cantidad de husillos se reduce la capacidad volumétrica del tornillo y se i ncrementa la capacidad de generación de presión del tornillo. El paso del tornillo es la distancia necesaria para que un aspa complete una revolución del núcleo. Se expresa como la cantidad de diámetros de un tornillo por una revolución completa de un aspa. Al disminuir el paso del tornillo se incrementa la presión generada por éste y se reduce su capacidad volumétrica. La longitud de un tornillo se informa como la relación de longitud del elemento dividido entre el diámetro del mismo. En este ejemplo se utilizan TLS y SLS. El tornillo A es un TLS con un paso de 1.0 y una relación de longitud de 1.5. El tornillo B es un TLS con un paso de 1.0 y una relación l/D de 1.0. El tornillo C es un SLS con un paso de % y una relación de longitud de 1.0. El tornillo D es un SLS con un paso de % y una relación de longitud de Yz. Las paletas de orejeta doble E, que sirven como elementos de mezclado, también s e i ncluyen e n s erie con los elementos de tornillo SLS y TLS para mejorar el mezclado. Para controlar el flujo y el tiempo correspondiente de mezclado se utilizan diversas configuraciones de paletas de orejeta doble y elementos de inversión F, husillos simples y dobles roscados en la dirección opuesta. En la zona 1 , el polímero de hidroxilo se alimenta en el puerto de alimentación de sólidos a una velocidad de 230 gramos/minuto utilizando un alimentador
dosificador por pérdida de peso K-Tron (Pitman, NJ). Este polímero de hidroxilo se combina dentro del extrusor (zona 1) con agua, un plastificante externo, agregado en el líquido alimentado a una velocidad de 146 gramos/minuto utilizando una bomba de diafragma Milton Roy (lvyland, PA) (cabezal de bomba de 7.2 l/h (1.9 galones por hora)) para formar una lechada de polímero de hidroxilo/agua. Esta lechada luego desciende por el barril del extrusor y se cuece. El Cuadro 1 describe la temperatura, presión y la función correspondiente de cada zona del extrusor.
Cuadro I
Cuando la lechada de polímero de hidroxilo/agua sale del extrusor, una parte se desecha y otra parte (100 g) se suministra a un dispositivo Zenith®, tipo PEP II (Sanford NC) y se bombea a un mezclador estático estilo SMX (Koch-Glitsch, Woodridge, Illinois). Los aditivos adicionales como agentes de reticulación, facilitadores de reticulación y plastificantes externos tales como el agua se combinan con la lechada de polímero de
hidroxilo/agua utilizando el mezclador estático para formar una composición que contiene polímeros de hidroxilo. Los aditivos se bombean al mezclador estático por medio de bombas PREP 100 HPLC (Chrom Tech, Apple Valley MN). Estas bombas proporcionan una capacidad de adición de bajo volumen y alta presión. La composición que contiene polímeros de hidroxilo descrita en la presente invención está lista para procesarse poliméricamente en una estructura polimérica que contiene polímeros de hidroxilo.
B. Procesamiento de polímeros Como se utiliza aquí, "procesamiento de polímeros" se refiere a cualquier operación o proceso por el cual se forma una estructura polimérica que comprende un polímero de hidroxilo a partir de una composición que contiene un polímero de hidroxilo. Los ejemplos no limitantes de operaciones de procesamiento de polímeros incluyen extrusión, moldeo y/o hilado de fibra. La extrusión y el moldeo (por colado o soplado) típicamente producen películas, lienzos y extrusiones de diversos perfiles. El moldeo puede incluir moldeo por inyección, por soplado y/o por compresión. El hilado de fibra puede incluir hilado por unión, fusión por soplado, formación de filamento continuo o formación de fibra de estopa.
C. Estructura polimérica La composición que contiene polímero de hidroxilo se puede someter a una o más operaciones de proceso de polímeros, de manera tal que la composición que contiene polímero de hidroxilo se procesa para lograr una estructura polimérica que comprende el polímero de hidroxilo y opcionalmente un sistema de reticulación, de conformidad con la presente invención. Como se utiliza aquí, "estructura polimérica" se refiere a cualquier
estructura física formada por el procesamiento de una composición que contiene polímeros de hidroxilo de conformidad con la presente invención. Los ejemplos no limitantes de estructuras poliméricas de conformidad con la presente invención incluyen fibras, películas y/o espumas. El sistema de reticulación por medio del agente correspondiente reticula los polímeros de hidroxilo juntos para producir la estructura polimérica de la presente invención con un paso de curado o sin él. Dicho de otro modo, el sistema de reticulación de conformidad con la presente invención reticula de manera aceptable, tal como lo determina el Método de prueba de tensión inicial total en húmedo aquí descrito, los polímeros de hidroxilo de una composición que contiene polímero de hidroxilo procesada mediante el agente de reticulación para formar una estructura polimérica integral. El agente de reticulación es un "bloque de construcción" de la estructura polimérica. Una estructura polimérica de conformidad con la presente invención no puede formarse sin el agente de reticulación. Las estructuras poliméricas de la presente invención no incluyen recubrimientos u otros tratamientos superficiales que se aplican en forma preexistente como un recubrimiento sobre una fibra, película o espuma. En una modalidad, la estructura polimérica obtenida por el procesamiento de polímeros puede curarse a una temperatura aproximada que varía de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 200 °C, de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 195 °C y/o de aproximadamente 130 °C a aproximadamente 185 °C por un período de tiempo de aproximadamente 0.01 , y/o 1 , y/o 5 y/o 15 segundos a aproximadamente 60 minutos, y/o de aproximadamente 20 segundos a aproximadamente 45 minutos, y/o de aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 30 minutos. Los métodos alternativos de curado pueden incluir métodos de radiación tal como UV
(ultravioleta), haz electrónico, IR (infrarrojo) y otros métodos de elevación de temperatura. Además, la estructura polimérica también puede curarse a temperatura ambiente durante días, después o en lugar del curado a una temperatura mayor a la temperatura ambiente. La tensión inicial total en húmedo de la estructura polimérica medida por el método de prueba correspondiente descrito en la presente puede ser de al menos aproximadamente 1.18 g/cm (3 g/pulgada), y/o al menos aproximadamente 1.57 g/cm (4 g/pulgada), y/o aproximadamente1.97 g/cm (5 g/pulgada) a aproximadamente 23.62 g/cm (60 g/pulgada), y/o aproximadamente 21.65 g/cm (55 g/pulgada) y/o aproximadamente 19.69 g/cm (50 g/pulgada). En una modalidad, una estructura polimérica de la presente invención puede contener de al menos aproximadamente 20 %, y/o 30 %, y/o 40 %, y/o 45 % y/o 50 % a aproximadamente 75 %, y/o 80 %, y/o 85 %, y/o 90 %, y/o 95 %, y/o 99.5 % de un polímero de hidroxilo en peso de la estructura polimérica. En una modalidad, el ángulo de contacto de la estructura polimérica es menor que 40° después de 1 segundo medido por el Método de prueba del ángulo de contacto descrito en la presente. Las estructuras poliméricas de la presente invención pueden incluir fibras hiladas por fusión o por unión, cortadas, huecas, moldeadas, tales como fibras multilobales y multicomponentes, en especial bicomponentes. La configuración de las fibras multicomponentes, en especial las bicomponentes, puede ser paralela, vaina-núcleo, sectores s egmentados, cordón o i slotes, o cualquier combinación d e éstas. La vaina puede ser continua o discontinua alrededor del núcleo. La relación aproximada del peso de la vaina con respecto al núcleo puede ser de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5. Las fibras de la presente invención pueden tener diferentes
geometrías, entre las que se incluyen redonda, elíptica, estelar, rectangular, y otras diversas excentricidades. Las fibras de la presente invención pueden tener un diámetro de fibra menor que aproximadamente 50 mieras y/o menor que aproximadamente 20 mieras y/o menor que aproximadamente 10 mieras y/o menor que aproximadamente 8 mieras y/o menor que aproximadamente 6 mieras y/o menor que aproximadamente 4 mieras, tal como se mide a través del Método de prueba de diámetro de fibra descrito en la presente. En otra modalidad, las estructuras poliméricas de la presente invención pueden incluir una estructura polimérica de constituyentes múltiples tal como una fibra multicomponente que comprende un polímero de hidroxilo de la presente invención junto con otro polímero. Como se utiliza aquí, una fibra multicomponente se refiere a una fibra que t iene m ás d e u na p arte s eparada d e otra e n u na relación espacial e ntre sí. Las fibras multicomponentes incluyen fibras bicomponentes que se definen como fibras que tienen dos partes separadas en una relación espacial entre sí. Los distintos componentes de las fibras multicomponentes pueden disponerse en regiones prácticamente distintas a través de la sección transversal de la fibra y extenderse en forma continua a lo largo de ella. Un ejemplo no restrictivo de esa fibra multicomponente en especial bicomponente e s u na fibra d e e ste t ipo e n I a c ual e I p olímero d e h idroxilo d e I a p resente invención representa el núcleo de la fibra y otro polímero representa la funda que rodea o prácticamente rodea ese núcleo. La composición que contiene polímero de hidroxilo de la que se deriva una estructura polimérica de este tipo puede incluir tanto el polímero de hidroxilo como el otro polímero. En otra modalidad de fibra multicomponente, en especial bicomponente, tanto la funda como el núcleo pueden constar de un polímero de hidroxilo y un sistema de
reticulación que contiene un agente de reticulación. En ambos casos pueden utilizarse los mismos polímeros de hidroxilo y los mismos agentes de reticulación o pueden ser diferentes. Además, la concentración de los polímeros de hidroxilo y de los agentes de reticulación puede ser igual o diferente. En un producto de estructura multipolimérica como una estructura o trama fibrosa puede incorporarse una o más estructuras poliméricas de la presente invención cuando están en forma d e fibras. P or ú Itimo, e se p roducto d e e structura m ultipolimérica puede incorporarse en un producto comercial tal como un producto higiénico de papel tisú de una hoja o de múltiples hojas, por ejemplo un pañuelo desechable, papel higiénico, paños o toallas de papel, productos para la p rotección femenina, pañales, p apeles p ara escritura, núcleos como núcleos de papel tisú, y otros tipos de productos de papel.
Síntesis de la estructura polimérica A continuación se incluyen ejemplos no limitantes de procesos para preparar estructuras poliméricas de conformidad con la presente invención.
i) Formación de fibras Una composición que contiene polímero de hidroxilo se prepara de conformidad con la síntesis de una composición que contiene polímero de hidroxilo descrito precedentemente. Como se ilustra en la Figura 2, la composición que contiene polímero de hidroxilo se puede procesar para lograr una estructura polimérica. La composición que contiene polímero de hidroxilo presente en un extrusor 102 se bombea a una tobera 104 por medio de una bomba 103, por ejemplo una bomba Zenith®, tipo PEP II, con una capacidad de 0.6 centímetros cúbicos por revolución (cc/rev), fabricada por Parker Hannifin Corporation, división Zenith Pumps, de Sanford, NC, EE.UU. El polímero
de hidroxilo, tal como almidón, que fluye a la tobera 104 se controla ajusfando la cantidad de revoluciones por minuto (rpm) de la bomba 103. Los tubos que conectan el extrusor 102, la bomba 103, la tobera 104 y opcionalmente un mezclador 116 se calientan eléctricamente y controlan en forma termostática a 65 °C. La tobera 1 04 tiene varias hileras de boquillas circulares de extrusión 200 separadas entre sí a un paso P (Figura 3) de aproximadamente 1.524 milímetros (aproximadamente 0.060 pulgadas). Las boquillas 200 tienen un diámetro interior D2 individual de aproximadamente 0.305 milímetros (aproximadamente 0.012 pulgadas) y u n diámetro exterior (D1) individual de aproximadamente 0.813 milímetros (aproximadamente 0.032 pulgadas). Cada boquilla 200 está encerrada por un orificio anular 250 acampanado de manera divergente formado en una placa 260 (Figuras 3 y 4) con un grosor de aproximadamente 1.9 milímetros (aproximadamente 0.075 pulgadas). Un patrón de una pluralidad de orificios 250 acampanados de manera divergente en una placa 260 corresponden a un patrón de boquillas de extrusión 200. Los orificios 250 tienen un diámetro D4 mayor (Figuras 3 y 4) de 1.372 milímetros (aproximadamente 0.054 pulgadas) y un diámetro D3 menor, de aproximadamente 1.17 milímetros (aproximadamente 0.046 pulgadas) para el aire de atenuación. La placa 260 se fijó de modo que las fibras embrionarias 110 extruidas a través de las boquillas 200 estén rodeadas y atenuadas por corrientes de aire húmedo generalmente cilindricas suministradas a través de los orificios 250. Las boquillas pueden extenderse a una distancia de aproximadamente 1.5 mm a aproximadamente 4 mm, de preferencia de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 3 mm, más allá de una superficie 261 de la placa 260 (Figura 3). Como se muestra en la Figura 5, una pluralidad de orificios limitados por el aire 300 se forma al conectar las boquillas de dos hileras exteriores en cada lado de la pluralidad de boquillas, vistas en plano, de modo que cada orificio de la capa periférica comprenda una abertura anular 250
descrita anteriormente. Además, cada una de las otras hileras y columnas de las boquillas capilares restantes están bloqueadas, aumentando el espacio de separación entre las boquillas capilares activas. Como se muestra en la Figura 2, el aire de atenuación puede suministrarse al calentar aire comprimido desde una fuente 106 por medio de un calentador de resistencia eléctrica 108, por ejemplo un calentador fabricado por Chromalox, División de Emerson Electric, de Pittsburgh, PA, EE.UU. Se agrega una cantidad adecuada de vapor 105 a una presión absoluta de aproximadamente 240 a aproximadamente 420 kilopascales (kPa) controlada por una válvula de globo (no se muestra) para saturar o prácticamente saturar el aire caliente a las condiciones del tubo de suministro 115 calentado eléctricamente y controlado de manera termostática. El condensado se elimina en un separador 107 calentado eléctricamente y controlado de manera termostática. La presión absoluta aproximada del aire de atenuación es de aproximadamente 130 kPa a aproximadamente 310 kPa medida en el tubo 115. El contenido de humedad aproximado de las fibras de estructura polimérica 110 extruidas es de aproximadamente 20 % y/o 25 % a aproximadamente 50 % y/o 55 % en peso. Estas fibras 110 se secan por medio de una corriente de aire seco 109 con una temperatura de aproximadamente 149 °C (aproximadamente 300 °F) a aproximadamente 315 °C (aproximadamente 600 °F) utilizando un calentador de resistencia eléctrica (no se muestra). El aire pasa a través de boquillas de secado 112 y se descarga en un ángulo generalmente perpendicular respecto de la orientación general de las fibras embrionarias que se están extruyendo. El contenido de humedad de las fibras de estructura polimérica se reduce de aproximadamente 45 % a aproximadamente 15 % (es decir de una consistencia de aproximadamente 55 % a aproximadamente 85 %) y las fibras se recolectan en un dispositivo de recolección 111, como una banda porosa móvil. Los parámetros del proceso son los siguientes.
Muestra Unidades: Régimen de flujo del aire de atenuación g/min 2500 Temperatura del aire de atenuación °C 93 Régimen de flujo de la corriente de atenuación g/min 500 Presión manométrica de atenuación kPa 213 Presión manométrica de atenuación en el tubo de suministro kPa 26 Temperatura de salida de la atenuación °C 71 Velocidad de la bomba de la solución Revoluciones/m 35 Flujo de la solución g/m/orificio 0.18 Régimen de flujo del aire de secado g/m 10200
Tipo de conducto de aire Ranuras
Dimensión del conducto de aire MM 356 x 127
Velocidad a través del tubo estático Pitot m/s 34 Temperatura del aire de secado en el calentador °C 260 Posición del conducto seco desde el tubo mm 80 Ángulo del conducto de secado relativo a las fibras grados 0
ii) Formación de espuma La composición que contiene el polímero de hidroxilo para la formación de espuma se prepara de manera similar a la utilizada para la formación de fibras, pero el contenido de agua es menor, por lo general, de aproximadamente 10 - 21 % del peso del polímero de hidroxilo. Con menos agua para plastificar el polímero de hidroxilo, pueden requerirse temperaturas superiores en las zonas 5-8 del extrusor (Figura 1A), en general de 150 - 250 °C. Asimismo, cuando se dispone de menos agua, puede ser necesario agregar el sistema de reticulación, en especial el agente de reticulación, con el agua en la zona 1. Para evitar la reticulación prematura en el extrusor, el pH de la composición que contiene polímero de hidroxilo debe ser entre 7 y 8, y puede lograrse utilizando un facilitador de reticulación, por ejemplo una sal de amonio. En el lugar por donde sale el material extruido se coloca una tobera, que generalmente se mantiene a una temperatura
de 160 - 210 °C. En esta aplicación resulta preferido usar los almidones modificados con alto contenido de amilosa (por ejemplo con más de 50 %, 75 % o 90 % de amilosa en peso del almidón) granulados hasta un tamaño de partícula de 400 a 1500 micrómetros. También puede ser conveniente agregar una cantidad de aproximadamente 1 a 8 % de un agente nucleante como microtalco o una sal de metal alcalino o de metal alcalinotérreo tal como sulfato de sodio o cloruro de sodio en peso del almidón. La espuma puede tener diversas formas.
iii) Formación de películas La composición que contiene polímero de hidroxilo para la formación d e película se prepara de manera similar a la utilizada para la formación de espuma, pero el contenido del agua agregada es menor, por lo general de 3 a 15 % del peso del polímero de hidroxilo, y se incluye de 10 a 30 % d e u n p lastificante e xterno d e poliol, tal como glicerol, en peso del polímero de hidroxilo. Al igual que en la formación de espuma, las zonas 5-7 (Figura 1A) se mantienen a 160 - 210 °C; sin embargo, la temperatura de la tobera ranurada es menor, de 60 a 120 °C. Al igual que con la formación de espuma, el sistema de reticulación, en especial el agente de reticulación, se puede agregar junto con el agua en la zona 1 , y el pH de la composición que contiene polímero de hidroxilo debe ser de aproximadamente 7 a 8, lo que se obtiene por medio de un facilitador de reticulación, por ejemplo sal de amonio. Las películas de la presente invención se pueden utilizar para cualquier producto adecuado conocido en la industria. Por ejemplo las películas se puede utilizar en materiales de envasado.
Polímeros de hidroxilo Los polímeros de hidroxilo de conformidad con la presente invención incluyen cualquier polímero que contiene hidroxilo capaz de incorporarse en una estructura polimérica d é l a presente invención, de preferencia en forma de una fibra o filamento. En una modalidad, el polímero de hidroxilo de la presente invención incluye más de 10 %, y/o más de 20 %, y/o más de 25 % de entidades de hidroxilo, en peso. Los ejemplos no restrictivos de polímeros de hidroxilo de conformidad con la presente invención incluyen polioles tales como almidón y derivados de éste, derivados de celulosa tales como derivados éter y éster de celulosa, quitosana y derivados de ésta, alcoholes polivinílicos y otros polisacáridos tales como gomas, arabinas y galactanas, y proteínas. El peso molecular promedio numérico aproximado del polímero de hidroxilo preferentemente es mayor que aproximadamente 10,000 g/mol y/o mayor que aproximadamente 40,000 y/o de aproximadamente 10,000 a aproximadamente
80,000,000 g/mol, y/o de aproximadamente 10,000 a aproximadamente 40,000,000 y/o de aproximadamente 10,000 a aproximadamente 10,000,000 g/mol. Los polímeros de hidroxilo con peso molecular superior e inferior se pueden usar en combinación con polímeros de hidroxilo que tengan el peso molecular promedio ponderado preferido. Peso molecular promedio ponderado", como se utiliza en la presente, significa el peso molecular promedio ponderado como se determina utilizando la cromatografía de permeación en gel según e I protocolo encontrado en "Colloids y Surfaces A. (Coloides y superficies A.) Physico Chemical
& E ngineering Aspects (Aspectos físico-químicos y de ingeniería), Vol. 162, 2000, páginas
107-121. Como se conoce en la industria, el almidón natural puede modificarse en
forma química o enzimática. Por ejemplo puede ser diluido con ácido, hidroxietilado, hidroxipropilado u oxidado. Como se utiliza aquí, "polisacáridos" se refiere a los polisacáridos naturales y a los derivados de polisacáridos o polisacáridos modificados. Los polisacáridos adecuados incluyen, pero no se limitan a, gomas, arabinas, galactanas y mezclas de éstos. Los alcoholes polivinílicos adecuados para utilizarse como los polímeros de hidroxilo (solos o combinados) de la presente invención pueden caracterizarse por la siguiente fórmula general:
Estructura IV
cada R se selecciona del grupo que comprende alquilo de C C4; acilo de C C ; y x / x + y + z = 0.5-1.0.
Sistema hidrófilo/lipófilo El sistema hidrófilo/lipófilo de la presente invención comprende un componente hidrófilo y un componente lipófilo. El sistema hidrófilo/lipófilo exhibe una Tg menor que aproximadamente 40° y/o menor que aproximadamente 25° a aproximadamente -30 °C y/o a aproximadamente -15 °C. Los ejemplos no restrictivos de sistemas hidrófilos/lipófilos contienen un ingrediente seleccionado del grupo que comprende almidones injertados con látex, látex de estireno/butadieno, látex de vinil/acrílico, látex de acrílico, látex modificado con acrilato,
fluoropolímeros dispersables en agua, siliconas dispersables en agua y mezclas de éstos. En una modalidad, el tamaño promedio aproximado de partícula del sistema hidrófilo/lipófilo (medido con un LB 500, distribuido por Horiba International, Irving, CA) varía de aproximadamente 10 nm, y/o de aproximadamente 75 nm y/o de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 6 µm, y/o aproximadamente, 3 µm, y/o aproximadamente 1.5 µm. En una modalidad, el sistema hidrófilo/lipófilo tiene un tamaño promedio aproximado de aproximadamente 10 nm a aproximadamente 6 µm. En una modalidad, los componentes hidrófilo y lipófilo están unidos en forma covalente. En otra modalidad, los componentes hidrófilo y lipófilo no están unidos en forma covalente. En una modalidad, la relación por ciento en peso del componente hidrófilo al componente lipófilo del sistema hidrófilo/lipófilo varía de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 1 :99 y/o de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 5:95. En otra modalidad, la concentración del sistema hidrófilo/lipófilo en la composición que contiene polímeros de hidroxilo de la presente invención varía de aproximadamente 0.5 %, y/o de aproximadamente 1 % a aproximadamente 3 %, y/o aproximadamente 10 % en peso del almidón. En una modalidad, el polímero de hidroxilo del sistema hidrófilo/lipófilo comprende una fase discontinua. Dicho de otro modo, el polímero de hidroxilo puede estar presente en una fase continua y el sistema hidrófilo/lipófilo en una fase discontinua dentro de la fase continua del polímero de hidroxilo.
a. Componente hidrófilo Los ejemplos no restrictivos de componentes hidrófilos adecuados se
seleccionan del grupo que comprende sulfonatos de alquilarilo, alcoholes etoxilados, alquilfenoles etoxilados, aminas etoxiladas, ácidos grasos etoxilados, esteres y aceites grasos etoxilados, esteres de glicerol, ácidos grasos propoxilados y etoxilados, alcoholes grasos propoxilados y etoxilados, alquilfenoles propoxilados y etoxilados, surfactantes cuaternarios, derivados de sorbitán, sulfatos de alcohol, sulfatos de alcohol etoxilado, sulfosuccinatos y mezclas de éstos.
b. Componente lipófilo Los ejemplos no restrictivos de componentes lipófilos adecuados se seleccionan del grupo que comprende aceites de origen animal y vegetal saturados e insaturados, aceite mineral, petrolato, ceras naturales y sintéticas y mezclas de éstos.
c. Componente surfactante El sistema hidrófilo/lipófilo de la presente invención puede contener un componente surfactante que también puede funcionar como un componente hidrófilo.
Un ejemplo no restrictivo de un componente surfactante adecuado incluye los surfactantes a base de siloxano y los surfactantes de organosulfosuccinato. Una clase de materiales adecuados para el componente surfactante incluye los surfactantes a base de siloxano (materiales a base de siloxano). Los surfactantes a base de siloxanos en esta aplicación pueden ser polímeros de siloxanos para otras aplicaciones. El peso molecular promedio numérico de estos surfactantes típicamente varía de 500 a 20,000 g/mol. En el campo técnico son muy conocidos estos materiales que se derivan de poli(dimetilsiloxano). Los ejemplos no restrictivos de surfactantes a base de silicona adecuados distribuidos comercialmente incluyen TSF 4446, Nu Wet 550 y 625 y XS69-B5476
(distribuidos por General Electric Silicones) y Jenamine HSX (distribuido por DelCon), Silwet L7087, L7200, L8620, L77 y Y12147 (distribuidos por OSi Specialties). Una segunda clase preferida de materiales adecuados para el componente surfactante es de naturaleza orgánica. Los materiales que se prefieren son los surfactantes organosulfosuccinatos con cadena de carbono de aproximadamente 6 a aproximadamente 20 átomos de carbono. Los organosulfosuccinatos que tienen mayor preferencia tienen dos cadenas de alquilos, cada una con de aproximadamente 6 a aproximadamente 20 átomos de carbono. También se prefieren las cadenas que contienen grupos arilo o alquilarilo, sustituidos o no substituidos, ramificados o lineales, saturados o insaturados. Ejemplos no restrictivos de surfactantes de organosulfosuccinatos adecuados disponibles en el mercado se distribuyen con los nombres de Aerosol OT y Aerosol TR-70 (de Cytec). En una modalidad, la concentración aproximada del surfactante presente en la composición que contiene polímeros de hidroxilo descrita en esta invención varía de aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 0.5 %, y/o de aproximadamente 0.025 % a aproximadamente 0.4 %, y/o de aproximadamente 0.05 % a aproximadamente 0.30 % en peso del (polímero de hldroxilo del) almidón.
Sistema de reticulación Como se utiliza aquí, "sistema de reticulación" se refiere a un sistema que comprende un agente de reticulación y de manera opcional un facilitador de reticulación en donde una composición que contiene un polímero de hidroxilo dentro del cual se encuentra el sistema de reticulación exhibe un cambio de la viscosidad normalizada de rozamiento menor que 1.3 veces después de 70 minutos o menor que 2 veces después
de 130 minutos de conformidad con el Método de prueba del cambio de la viscosidad de rozamiento descrito en la presente. Los agentes o sistemas de reticulación cuyos resultados en- estos métodos de prueba no son satisfactorios no se incluyen en el alcance de la presente invención. De preferencia, una estructura polimérica producida a partir de la composición que contiene polímeros de hidroxilo que comprende el sistema de reticulación de la presente invención exhibe una tensión inicial total en húmedo aproximada medida por el Método de prueba de la tensión inicial total en húmedo descrito en la presente de al menos aproximadamente 1.18 g/cm (3 g/pulgada), y/o al menos aproximadamente 1.57 g/cm (4 g/pulgada), y/o al menos aproximadamente 1.97 g/cm
( 5 g/pulgada) a aproximadamente 23.62 g/cm (60 g/pulgada), y/o a al menos aproximadamente 21.65 g/cm (55 g/pulgada) y/o al menos aproximadamente 19.69 g/cm (50 g/pulgada). Los factores que deben considerarse para determinar la aceptabilidad en virtud del Método de prueba del cambio de la viscosidad de rozamiento o si el sistema de reticulación proporciona la reticulación adecuada de un polímero de hidroxilo en virtud del Método de prueba de la tensión inicial total en húmedo son la concentración y el tipo de agente de reticulación y la concentración y el tipo del facilitador de reticulación si se incluye dentro del sistema de reticulación de la presente invención. Como se utiliza aquí, "agente de reticulación" se refiere a cualquier material capaz de reticular un polímero de hidroxilo dentro de una composición que contiene polímeros de hidroxilo de conformidad con la presente. Los ejemplos no limitantes de agentes de reticulación adecuados incluyen los compuestos obtenidos de aductos cíclicos no sustituidos o sustituidos con alquilo de glioxal con ureas (Estructura V, X = O), tioureas (Estructura V, X = S), guanidinas
(Estructura V, X = NH, N-alquilo), metilendiamidas (Estructura VI) y dicarbamatos de metileno (Estructura Vil) y derivados; y mezclas de éstos. En una modalidad, el agente de reticulación tiene la estructura siguiente:
Estructura V
en donde X es O, S, NH o N-alquilo y R-i y R2 son independientemente
en donde R y R8 se seleccionan independientemente del grupo que comprende: H, alquilo de C-?-C4 lineal o ramificado, CH2OH y mezclas de éstos, R4 se selecciona independientemente del grupo que comprende: H, alquilo de C-.-C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 0-100; y q es 0-10, RH se selecciona independientemente del grupo que comprende: H, alquilo de C C lineal o ramificado y mezclas de éstos. En una modalidad, R , R8 y R4 no son todos alquilo de C C4 en una sola unidad. En otra modalidad, solamente uno de R3, R8 y R4es alquilo de C?-C4 en una unidad. En otra modalidad, el agente de reticulación tiene la estructura siguiente:
Estructura VI
en donde R2 es independientemente
en donde R3 y R8 se seleccionan independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C-?-C4 lineal o ramificado, CH2OH y mezclas de éstos, R4 se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 0-100; y q es 0-10, RH se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C lineal o ramificado y mezclas de éstos. En una modalidad, R3, R8 y Rx4 no son todos alquilo de C C4 en una unidad. En otra modalidad, solamente uno de R3, R8 y R4es alquilo de C!-C4 en una unidad. En otra modalidad, el agente de reticulación tiene la estructura siguiente:
Estructura Vil
en donde R2 es independientemente
en donde R3y R8 se seleccionan independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C4 lineal o ramificado, CH2OH y mezclas de éstos, R4 se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 0-100; y q es 0-10, RH se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C.-C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos. En una modalidad, R3, R8 y R4 no son todos alquilo de C-?-C en una sola unidad. En otra modalidad, solamente uno de R3, R8 y R4es alquilo de C C en una sola unidad. En otras modalidades, el agente de reticulación tiene una de las estructuras siguientes (Estructura VIII, IX y X):
Estructura VIII
en donde X es O, S, NH o N-alquilo y Ri y R2 son independientemente
en donde R3 y R8 se seleccionan independientemente del grupo que comprende H, alquilo de CrC4 lineal o ramificado, CH2OH y mezclas de éstos, R se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C1-C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 0-100; y q es 0-10, RH se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C.-C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 0-100; y es 1-50; R5 se selecciona independientemente del grupo que comprende -(CH2)n-en donde n es 1-12, -(CH2CH(OH)CH2)-,
en donde R6 y R se seleccionan independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos, en donde tanto R6 como R7 no pueden ser ambos alquilo de C-?-C dentro de una sola unidad; y z es 1-100. En una modalidad, R3, R8 y R4 no son todos alquilo de C-.-C en una sola unidad. En otra modalidad, solamente uno de R3, R8 y R4es alquilo de CtC4 en una
sola unidad. El agente de reticulación puede tener la estructura siguiente:
Estructura IX
en donde R-i y R2 son independientemente:
en donde R3 y R8 se seleccionan independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C4 lineal o ramificado, CH2OH y mezclas de éstos, R4 se selecciona independientemente del grupo que comprende: H, alquilo de C C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 0-100; y q es 0-10, RH se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C!-C lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 1-100; y es 1-50; R5 es independientemente -(CH2)p- en donde n es 1-12. En una modalidad, R3, R8 y R4 no son todos alquilo de C C en una sola unidad. En otra modalidad, solamente uno de R3, R8 y R4es alquilo de C C4 en una
sola unidad. En otra modalidad, el agente de reticulación tiene la estructura siguiente:
Estructura X en donde R. y R2 son independientemente
en donde R3 y R8 se seleccionan independientemente del grupo que comprende: H, alquilo de C C4 lineal o ramificado, CH2OH y mezclas de éstos, R4 se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C-.-C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 0-100; y q es 0-10, RH se selecciona independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C lineal o ramificado y mezclas de éstos; x es 1-100; y es 1-50; R5 se selecciona independientemente del grupo que comprende -(CH2)n-en donde n es 1-12, -(CH2CH(OH)CH2)-,
en donde R6 y R se seleccionan independientemente del grupo que comprende H, alquilo de C C4 lineal o ramificado y mezclas de éstos, en donde tanto R6 como R7 no pueden ser alquilo de CrC4 dentro de una unidad; y z es 1-100. En una modalidad, R3, R8 y R4 no son todos alquilo de C C4 en una sola unidad. En otra modalidad, solamente uno de R3, R8 y R4 es alquilo de C.-C4 en una sola unidad. En una modalidad, el agente de reticulación comprende una imidazolidinona (Estructura V, X=O) en donde R2 = H, Me, Et, Pr, Bu, (CH2CH2O)pH, (CH2CH(CH3)O)pH, (CH(CH3)CH2O)pH en donde p es 0-100 y Ri = metilo. Uno de los agentes de reticulación distribuidos comercialmente y considerado con anterioridad,
Fixapret NF de BASF, tiene R-, = metilo, R2 = H. En otra modalidad, el agente de reticulación comprende una imidazolidinona (Estructura V, X=O) en donde R2= H, Me, Et, Pr, Bu y R-?= H. La dihidroxietiienurea (DHEU) comprende una imidazolidinona (Estructura V, X=O) en donde
R. y R2 son H. DHEU puede sintetizarse de conformidad con el procedimiento descrito en la patente EP 0 294 007 A1. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, el sistema de reticulación une las cadenas dei polímero de hidroxilo por medio de enlaces de amida como se representa en la estructura siguiente. Después de la reticulación, el agente reticulante queda integrado a la estructura polimérica.
Una persona de habilidad en la industria entiende que en todas las fórmulas anteriores, los carbonos a los que se une la entidad OR2 también están unidos a un H que para simplificar no se muestra en las estructuras. Los ejemplos no limitantes de agentes de reticulación no incluidos en esta invención porque son inaceptables como se determina por el Método de prueba del cambio de la viscosidad de rozamiento o por el Método de prueba de la tensión inicial total en húmedo descritos en la presente incluyen Permafresh EFC (distribuido por OMNOVA Solutions, Inc), Fixapret ECO (distribuido por BASF) y Parez 490 (distribuido por Bayer Corporation).
Otros ingredientes La composición que coníiene polímeros de hidroxilo descrita en la preseníe invención también puede contener un aditivo seleccionado del grupo que comprende plastificantes, diluyentes, agentes oxidantes, emulsionantes, agentes desenlazantes, lubricantes, auxiliares de procesamiento, abrillantadores ópticos, antioxidantes, retardadores de flama, tintes, pigmentos, cargas, otras proteínas y sales de éstos, otros polímeros tales como polímeros termoplásticos, resinas promotoras de pegajosidad, extensores, resinas para la resistencia en húmedo y mezclas de éstos.
Métodos para preparar una composición que contiene polímeros de hidroxílo En una modalidad se proporciona un método para preparar una composición que contiene polímeros de hidroxilo y comprende los pasos de: a. Suministrar una mezcla acuosa que comprende un polímero de hidroxilo; b. agregar en la mezcla acuosa un sistema hidrófilo/lipófilo que contiene
un componente hidrófilo y un componente lipófilo en donde el primero de ellos facilita la dispersión del segundo en la mezcla acuosa; y c. agregar en la mezcla acuosa un sistema de reticulación que comprende un agente de reticulación. En otra modalidad se proporciona un método para preparar una estructura polimérica que comprende los pasos de: a. Suministrar una composición que contiene polímeros de hidroxilo y comprende una mezcla acuosa que comprende un polímero de hidroxilo, un sistema hidrófilo/lipófilo que comprende un componente hidrófilo y un componente lipófilo en donde el primero de ellos facilita la dispersión del segundo en la mezcla acuosa y un sistema de reticulación que comprende un agente de reticulación; y b. un polímero para procesar la composición que contiene polímeros de hidroxilo y formar la estructura polimérica.
MÉTODOS DE PRUEBA
A. Método de prueba de la viscosidad de rozamiento de una composición que contiene polímeros de hidroxilo Medir la viscosidad de rozamiento de una composición que contiene polímeros de hidroxilo descrita en la presente invención con un reómetro capilar, Goettfert
Rheograph 6000, fabricado por Goettfert USA de Rock Hill SC, EE.UU. Realizar las mediciones con un tubo capilar de 1.0 mm de diámetro D y 30 mm de longitud L (es decir l/D = 30). Conectar el tubo al extremo inferior del barril de 20 mm del reómetro mantenido a una temperatura de prueba del tubo de 75 °C. En la sección del barril del
reómetro cargar una muestra de 60 g de la composición que contiene polímeros de hidroxilo precalentada a la temperatura de prueba del tubo. Eliminar el aire atrapado en la muestra. Pasar la muestra del barril a través del tubo capilar a velocidades de 1000- 10,000 segundos"1. Calcular una viscosidad de rozamiento aparente con el software del reómetro a partir de la caída de presión que experimenta la muestra a medida que sale del barril a través del tubo capilar y el régimen de flujo de la muestra a través del tubo capilar. El log (viscosidad de rozamiento aparente) puede trazarse respecto del log (velocidad de rozamiento) y el trazado puede ajustarse por la ley de potencia de conformidad con la fórmula: ? = K?n"1, en donde K es la constanfe de viscosidad del maíerial, n es el índice de dilución del material y ? es la velocidad de rozamiento. La viscosidad aparente de rozamiento reportada para la composición de la presente se calcula a partir de una interpolación a una velocidad de rozamiento de 3000 segundos"1 utilizando la relación de la ley de potencia.
B. Método de prueba del cambio de la viscosidad de rozamiento Cargar tres jeringas individuales de 60 ce con tres muestras de una composición que contiene polímeros de hidroxilo descrita en la presente invención que comprende un sistema de reticulación para medir la viscosidad; medir inmediatameníe la viscosidad de rozamiento de una muestra (viscosidad inicial de rozamiento) (lleva aproximadamente 10 minutos desde el momento en que la muestra se coloca en el reómetro hasta que se toma la primera lectura) de conformidad con el Método de prueba de la viscosidad de rozamiento de una composición que contiene polímeros de hidroxilo. Si la viscosidad inicial de rozamiento de la primera muestra no está comprendida en el intervalo de 5 a 8 Pa.s medida a una velocidad de rozamiento de 3000 s"\ la
composición única que contiene polímeros de hidroxilo debe ajustarse de modo que la viscosidad de rozamienío inicial esíé comprendida en el iníervalo de 5 a 8 Pa.s medida a una velocidad de rozamienío de 3000 s"1, y se repiíe esíe Méíodo de prueba del cambio de la viscosidad de rozamienío. Una vez que la viscosidad inicial de rozamienío de la composición que coníiene polímero de hidróxilo esíá comprendida en el iníervalo de 5 a
8 Pa.s medida a una velocidad de rozamienío de 3000 s"\ medir las oirás dos muesíras por el mismo méíodo de prueba después de haber esíado almacenadas en un horno de convección a 80 °C por 70 y 130 minuíos, respecíivameníe. La viscosidad de rozamienío a 3000 s"1 para las muesíras probadas a 70 y 130 minuíos se divide eníre la viscosidad inicial de rozamienío para obíener un cambio de viscosidad de rozamienío normalizada para dichas muesíras. Si el cambio en la viscosidad normalizada de rozamienío es de 1.3 o m ás veces m ayor d espués de 70 minuíos o 2 o más veces mayor después de 130 minuíos, el sisíema de reíiculación deníro de la composición que coníiene polímeros de h idroxilo e s inacepíable y no esíá comprendido deníro del alcance de la preseníe invención. Sin embargo, si es menor a 1.3 veces después de 70 minuíos o
(preferentemente) menor a 2 veces después de 130 minutos, el sistema de reíiculación es aceptable y está comprendido deníro del alcance de la preseníe invención para las composiciones que coníienen polímeros de hidroxilo que comprenden el sisíema de reticulación. El sistema de reticulación preferentemeníe es acepíable para las esírucíuras poliméricas derivadas de las composiciones que coníienen polímeros de hidroxilo que comprenden el sisíema de reíiculación como se deíermina por el Méíodo de prueba de la íensión inicial foíal en húmedo. Los cambios de la viscosidad normalizada de rozamienío prefereníemeníe serán menores que 1.2 veces después de 70 minuíos y/o menores que 1.7 veces después de 130 minuíos; con más preferencia menores que 1.1 veces después de 70 minuíos y/o
menores que 1.4 veces después de 130 minuíos.
O Méíodo de prueba de la íensión inicial total en húmedo Se uíiliza una máquina elecírónica para pruebas de íracción (máquina para pruebas de maíeriales Thwing-Albert EJA de Thwing-Albert Insfrumení Co., 10960 Duííon
Rd., Philadelphia, Pa., 19154) a una velocidad de cruceía de aproximadameníe 10.16 cm (aproximadameníe 4.0 pulgadas) por minuto y a una longitud de prueba de aproximadamente 2.54 cm (aproximadameníe 1.0 pulgadas), ufilizando una íira de esírucíura polimérica de 2.54 cm (1 pulgada) de ancho y una longiíud superior a 7.62 cm (3 pulgadas). Colocar los dos exíremos de la íira en las abrazaderas superiores de la máquina y el ceníro de la íira alrededor de una clavija de acero inoxidable (0.5 cm de diámeíro). Después de verificar que la íira esíá doblada de manera uniforme alrededor de la clavija de acero, remojarla 5 segundos en agua desfilada a una íemperaíura de aproximadameníe 20 °C aníes de acíivar el movimiento de la cruceta. El resultado inicial de la prueba es un conjunto de daíos en forma de carga (gramos de fuerza) freníe al desplazamienfo de la cruceía (ceníímeíros desde el punió inicial). Probar la muesíra en dos orieníaciones mencionadas aquí como MD (dirección de máquina, es decir la misma dirección que el carreíe enrollado de manera coníinua que forma la íela) y como CD (dirección íransversal a la máquina, es decir a 90° de la MD). La resisíencia a la íensión en la dirección de máquina y en la dirección íransversal a la máquina se deíerminan uíilizando el equipo mencionado y los cálculos siguienles:
Tensión inicial total en húmedo = ITWT (g/pulgada) = carga máxima MD (gf)/2 (pulgadas anc o) + Carga máxima CD (gf) / 2 (pulgadas ancho)
El valor de íensión inicial foíal en húmedo se normaliza para el peso base de la íira que se probó. El peso base normalizado uíilizado es de 36 g/m2, y se calcula de la siguieníe manera:
{ITWT} normalizado = {ITWT} * 36 (g/m2)/peso base de la íira (g/m2)
Si la íensión inicial íoíal en húmedo de una esírucíura polimérica que comprende un sisfema de reficulación de la preseníe invención es al menos 1.18 g/cm (3 g/pulgada), y/o al menos 1.57 g/cm (4 g/pulgada), y/o al menos 1.97 g/cm (5 g/pulgada), el sisíema de reíiculación es acepíable y esíá deníro del alcance de la preseníe invención.
Preferenfemente, la tensión inicial toíal en húmedo puede ser inferior o igual a aproximadameníe 23.62 g/cm (60 g/pulgada) o inferior o igual a aproximadameníe 21.65 g/cm (55 g/pulgada) o inferior o igual a aproximadameníe 19.69 g/cm (50 g/pulgada).
D. Méíodo de prueba del ángulo de coníacío Realizar la prueba del ángulo de confacío en un disposiíivo de medición de ángulo de coníacío de alia velocidad Fibro DAT suminisírado por Thwing Albert Instrumení Company. El tiempo límite es de 0.1 minutos y se aplica una gota de agua de 32 µL sobre la superficie d e u na m uestra d e e síructura fibrosa. Luego, analizar con la compuíadora las imágenes de alta velocidad obtenidas con el Fibro DAT generando una representación gráfica del ángulo de coníacto respecto al tiempo. Promediar cinco medidas y medir el ángulo de contacto a un segundo; esto se usa como el punto de referencia. Por ello, el ángulo de contacto de 40° después de 1 segundo significa que el ángulo de contacío se mide 1 segundo después de medir el punto de referencia.
E. Méíodo de prueba del volumen húmedo Para los fines de esíe documento, "volumen húmedo" se define como la relación de la alíura inicial de una pila de cuadrados de muesíra de esírucíuras fibrosas secas a la alfura de la misma pila después de mojarla compleíameníe. La alíura de la pila se mide con un micrómeíro digiíal (Miíuíoyo Series 543 Absoluíe Digimaíic Indicaíor,
Miíuíoyo Corporaíion, Kanagawa, Japón) soportado sobre una base de prueba esíable. El resorte inferno del micrómeíro debe desconecíarse para minimizar la carga de la pila. El micrómeíro esíá equipado con una base de pruebas de 2.54 cm (1 pulgada) de diámeíro. Oíros equipos necesarios incluyen una placa peíri con un diámeíro de 100 mm x 15 mm y una sección de malla no adhereníe de Teflon® con un filíro de nailon grueso con aberturas de aproximadameníe 0.6 cm (0.25 pulgadas) cortado para ajusfarse deníro de la placa peíri; los dos elementos son disíribuidos por VWR Scieníific. El procedimiento de prueba incluye los pasos siguieníes. Colocar el filíro deníro de la placa pefri y la placa sobre la base de la plaíaforma de pruebas centrada debajo de la base de pruebas del micrómetro. Bajar el micrómeíro hasía que la base de pruebas eníra en confacío con el filfro. Configurar el micrómeíro en cero. Cortar las esírucíuras fibrosas que se probarán en cuadrados de muesíra de 2.54 cm x 2.54 cm (1 pulgada x 1 pulgada). Después de levaníar la base de pruebas del micrómeíro, apilar ocho (8) cuadrados de muesíras, uno encima del oíro, en una configuración uniforme y colocarlos sobre el filíro de la placa peíri por debajo de la base de pruebas del micrómeíro. Bajar despacio la base de pruebas del micrómeíro sobre la pila de cuadrados de muesíras. Regisírar la lecíura inicial del micrómeíro. Agregar leníameníe 50 mL de agua desionizada en forma confrolada duraníe aproximadameníe 3 segundos en la placa peíri de modo que ninguna porción de agua o solameníe un poco de ésía eníre en coníacío con la pila de cuadrados de muesíra como resulíado de la adición. Después de
segundos, regisírar la alíura final de la pila de cuadrados de muesíras. Si toda la pila de cuadrados de muesíras esíá compleíameníe mojada (sin manchas secas deníro de las muesíras que pudieran influir en la lecíura), la medición esíá concluida. Si toda la pila de cuadrados de muesíras no está completamente mojada, esperar otros 60 segundos y registrar la alíura final; con esto se compleía la medición. Si toda la pila de cuadrados de muesfra no esíá compleíameníe mojada, suspender la prueba y regisfrar que la pila no estaba completamente mojada. Si es necesario, repetir la prueba. Calcular el volumen húmedo dividiendo la altura final de la pila de cuadrados de muesíra eníre la alfura inicial de la pila y mulíiplicar por 100 % para obtener el volumen húmedo de la esírucíura fibrosa como un porceníaje del volumen seco.
F. Méíodo de prueba del límite de fluencia en húmedo Cortar l as m uesíras d e la estructura fibrosa que se medirá en discos de 20 mm y pesarlos hasía el 0.1 mg más próximo. Cargar la pila de discos de esírucíura fibrosa y cenírarlos en la cubeta de muesfras de un reómeíro Reologica Síressíech equipado con u na celda s ellada. E l portapiezas del reómeíro es una placa paralela de 20 mm de diámetro con estriaciones de 0.3 mm de profundidad y separaciones de 0.6 mm. Agregar el agua en la muestra uíilizando una pipeía mecánica (Eppendorf Pippeííeman) de 1000 µL de modo que la relación de masa de agua a la masa de la esírucfura fibrosa sea de 3.5. Colocar la muesíra en el reómeíro y llevar la presión de la celda hasía 6.9 kPa (10 psig). Para realizar la prueba, configurar el sensor de fuerza normal del reómeíro en cero y reducir la separación eníre las dos placas paralelas hasía que la fuerza normal ejercida por la placa superior sea de 3 N. En esíe punto, la separación se maníiene consíaníe durante la prueba. Después de 30 segundos de equilibración comenzar con la prueba del límite de fluencia en húmedo con la siguieníe
configurad ó ni-
Separación inicial: 4 mm Separación para el límite de velocidad del 3 mm acercamiento del cabezal Velocidad límite del acercamiento del cabezal 0.0305 mm/seg Tiempo de equilibración antes de comenzar la 30 segundos rampa de tensión Rampa de tensión 5 a 10,000 Pa, logarítmicamente Tiempo para la rampa de tensión 340 segundos Pasos de medición 34 Configuración de resolución de la posición Auto Compensación de inercia 100 % índice de rozamiento máximo aceptable 300 s"1
La prueba produce un gráfico de la tensión comparada con la fracción. Leer el número del Límite de fluencia en húmedo del gráfico o del reómeíro para una fracción determinada.
Méíodo G. Méíodo de prueba del diámeíro de fibra Se corta una trama que comprende fibras del peso de base adecuado (de aproximadamente 5 a 20 gramos/meíro cuadrado) en una forma recíangular de aproximadamente 20 mm por 35 mm. Recubrir la muesíra con oro para que las fibras queden relaíivameníe opacas uíilizando un meíalizador SEM (EMS Inc, PA, EE.UU.). El grosor íípico del recubrimiento es de 50 a 250 nm. Colocar la muesíra entre dos portaobjetos esíándar y comprimirlas uíilizando broches sujeíadores pequeños. Tomar la imagen de la muesíra con un objeíivo de 10X de un microscopio Olympus BHS moviendo la lente colimadora del microscopio tan lejos de la lente del objetivo como sea posible. Capturar las imágenes con una cámara digital Nikon D1. Para calibrar las distancias espaciales de las imágenes utilizar el micrómetro de un microscopio de vidrio. La
resolución aproximada de las imágenes es de 1 µm/pixel. Las Imágenes íípicameníe mosírarán una disíribución bimodal bien diferenciada en el hisíograma de iníensidad que corresponde a las fibras y al fondo. Para obtener una disíribución bimodal acepíable, uíilizar los ajustes de la cámara o los distintos pesos bases. Por lo general, se toman 10 imágenes por muestra y los resulíados del análisis de las imágenes se promedian. Analizar las imágenes de manera similar a la descriía por B. Pourdeyhimi, R. y R. Dení en "Measuring fiber diameíer disíribuíion in nonwovens" (Medición de la disíribución del diámeíro de fibras en telas no tejidas) (Texíile Res. J. 69(4) 233-236, 1999). Para las imágenes digitales, utilizar una compufadora con MATLAB (versión 6.3) y la caja de herramienías de procesamienío de imágenes MATLAB (versión 3). La imagen primero se convierte en escala de grises. Luego, binarizar la imagen en pixeles blancos y negros con un valor de umbral que minimiza la variación iníraclase de esos pixeles. Después de binarizar la imagen, ésfa se esqueleíiza para ubicar el ceníro de cada fibra en la imagen. Calcular íambién la disíancia íransformada de la imagen binarizada. El producío e scalar d e I a i magen e squeleíizada y d el m apa de disíancia proporciona una imagen con pixeles de iníensidad cero o del radio de la fibra en esa ubicación. Los pixeles deníro de un radio de la unión entre dos fibras superpuestas no se cuentan cuando la distancia que representan es menor que el radio de la unión. Luego, uíilizar los pixeles resíaníes para calcular un histograma ponderado en longiíud para los diámeíros de las fibras de la imagen.
Claims (16)
1. Una composición que coníiene polímeros de hidroxilo; la composición comprende: a. Una mezcla acuosa que comprende un polímero de hidroxilo; b. un sisíema hidrófilo/lipófilo que comprende un componente hidrófilo y un componeníe lipófilo; y c. un sistema de reticulación que comprende un ageníe de reíiculación; caracíerizada porque el componeníe hidrófilo facilita la dispersión del componente lipófilo en la mezcla acuosa.
2. La composición que contiene polímeros de hidroxilo de conformidad con la reivindicación 1, caracíerizada además porque el polímero de hidroxilo se selecciona del grupo que comprende alcohol polivinílico, almidón, derivados de almidón, quiíosana, derivados de quiíosana, derivados de celulosa, gomas, arabinas, galacíanas, proíeínas y mezclas de éstos, de preferencia en donde el polímero de hidroxilo comprende almidón, un derivado de almidón o alcohol polivinílico, con más preferencia en donde el peso molecular promedio numérico del polímero de hidroxilo es de aproximadameníe 10,000 a aproximadameníe 80,000,000 g/mol.
3. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el sistema hidrófilo/lipófilo esíá compuesío de un ingredieníe seleccionado del grupo que comprende almidones injertados con látex, látex de esíireno/buíadieno, látex de vinil/acrílico, látex de acrílico, látex modificado con acrilaío, fluoropolímeros dispersables en agua, siliconas dispersables en agua y mezclas de éstos.
4. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracíerizada además porque el componente hidrófilo se selecciona del grupo que comprende sulfonatos de alquilarilo, alcoholes etoxilados, alquilfenoles etoxilados, aminas etoxiladas, ácidos grasos eíoxilados, esteres y aceites grasos eíoxilados, esteres de glicerol, ácidos grasos propoxilados y eíoxilados, alcoholes grasos propoxilados y eíoxilados, alquilfenoles propoxilados y etoxilados, surfactaníes cuaternarios, derivados de sorbifán, sulfatas de alcohol, sulfatas de alcohol eíoxilado, sulfosuccinatos y mezclas de éstos.
5. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracíerizada además porque el componeníe lipófilo se selecciona del grupo que comprende aceites de origen animal y vegetal saturados e insaturados, aceite mineral, peírolaío, ceras naíurales y siníéíicas y mezclas de éstos.
6. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracíerizada además porque el polímero de hidroxilo es una fase confinua y el sistema hidrófilo/lipófilo está presente en ese polímero como una fase disconíinua.
7. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el íamaño promedio de partícula del sistema hidrófilo/lipófilo varía de aproximadamente 10 nm a aproximadamente 6 µm.
8. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracíerizada además porque el componeníe hidrófilo esíá unido en forma covaleníe al componente lipófilo.
9. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracíerizada además porque el ageníe de reíiculación se selecciona del grupo que comprende ácidos policarboxílicos, imidazolidinonas y mezclas de éstos.
10. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracíerizada además porque el sistema de reticulación también coníiene un faciliíador de reíiculación.
11. La composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el sistema hidrófilo/lipófilo también coníiene un componeníe surfacíaníe, de preferencia en donde ese componeníe comprende un surfacfaníe de organosulfosuccinaío.
12. Una estructura polimérica derivada de una composición que contiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracíerizada además porque su ángulo de coníacío aproximado es menor que aproximadameníe 40° después de 1 segundo y/o en donde la esírucíura polimérica esíá en forma de una fibra con un diámetro menor que aproximadamente 50 µm.
13. Una esírucíura fibrosa que comprende una o más esírucíuras poliméricas de conformidad con la reivindicación 12, caracíerizada además porque al menos una de esas esírucíuras poliméricas esíá en forma de fibra.
14. Un producto higiénico de papel tisú de una sola hoja o de múltiples hojas que comprende una estrucfura fibrosa de conformidad con la reivindicación 13, de caracterizada además porque exhibe un límite de fluencia en húmedo de aproximadameníe 1000 a aproximadamente 6000 Pa a una íensión de por lo menos aproximadameníe 1 a aproximadamente 10, o porque el producío de papel íisú exhibe un volumen húmedo mínimo de aproximadameníe 40 % del volumen seco.
15. Un método para elaborar una composición que coníiene polímeros de hidroxilo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11 , caracterizado porque comprende los pasos de: a. Suminisírar una mezcla acuosa que comprende un polímero de hidroxilo; b. agregar en la mezcla acuosa un sisíema hidrófilo/lipófilo que coníiene un componente hidrófilo y un componente lipófilo en donde el primero de ellos faciliía la dispersión del segundo en la mezcla acuosa; y c. agregar en la mezcla acuosa un sisíema de reíiculación que comprende un ageníe de reíiculación.
16. Un méíodo para elaborar una esírucíura polimérica de conformidad con la reivindicación 12, caracíerizado porque comprende los pasos de: a. Suminisírar una composición que coníiene polímeros de hidroxilo y comprende una mezcla acuosa que comprende un polímero de hidroxilo, un sisfema hidrófilo/lipófilo que comprende un componeníe hidrófilo y un componente lipófilo en donde el primero de ellos facilita la dispersión del segundo en la mezcla acuosa y un sisíema de reíiculación que comprende un ageníe de reticulación; y b. procesar el polímero de la composición para formar la estrucíura polimérica.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10738943 | 2003-12-17 | ||
US10988941 | 2004-11-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
MXPA06006173A true MXPA06006173A (es) | 2006-10-17 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9103051B2 (en) | Polymeric structures comprising a sulfosuccinate | |
CA2548070C (en) | Rotary spinning processes for forming hydroxyl polymer-containing fibers | |
JP4574682B2 (ja) | ヒドロキシルポリマーを含むポリマー構造体及びその製造方法 | |
EP1828450B1 (en) | Polymeric structures comprising an hydroxyl polymer and processes for making same | |
US7426775B2 (en) | Polymeric structures comprising a hydrophile/lipophile system | |
MXPA06006173A (es) | Estructuras polimericas que comprenden un sistema hidrofilo/lipofilo |