ES2202282T3

ES2202282T3 - Fibras de polipropileno.

Info

Publication number: ES2202282T3
Application number: ES01911669T
Authority: ES
Inventors: Axel Demain
Original assignee: Atofina Research SA
Current assignee: TotalEnergies Onetech Belgium SA
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: DE60100509T2; SI1297203T2; NO20023873D0; DE60100509D1; PT1297203E; JP2004514067A; HUP0300076A3; PL356604A1; KR20020081336A; ES2202282T5; KR100515760B1; US6730742B1; CZ20022777A3; AU2001240641A1; IS6499A; SK11932002A3; EP1297203B2; HUP0300076A2; SI1297203T1; IL151239A0

Abstract

Una fibra de polipropileno que incluye un porcen- taje mayor de un 50%, en peso, de un primer polipropileno isotáctico, producido mediante un catalizador de Ziegler- Natta y de un 5 a menos de un 500%, en peso, de un segundo polipropileno isotáctico, producido mediante un catalizador de metaloceno, y un porcentaje de hasta un 15%, en peso, de un polipropileno isotáctico (sPP).

Description

Fibras de polipropileno.

La presenta invención, se refiere a fibras de polipropileno y a tejidos fabricados a partir de fibras de polipropileno.

El polipropileno, es bien conocido como primera materia de partida para la fabricación de fibras, particularmente, para la fabricación de tejidos no tejidos.

La solicitud de patente europea EP - A - 0 789 096, y su documento correspondiente de solicitud de patente internacional WO - A - 97 / 29255, dan a conocer tales tipos de fibras de polipropileno, las cuales están hechas a partir de una mezcla de polipropileno sindiotáctico (sPP) y polipropileno isotáctico (iPP). La especificación, da a conocer el hecho de que, procediendo a mezclar de un 0,3 a un 3%, en peso, de sPP, basado en el polipropileno total, para formar una mezcla de iPP - sPP, las fibras, tienen un volumen (abultamiento) y tersura u homogeneidad naturales incrementadas y, los tejidos no tejidos fabricados a partir de las fibras, tienen una suavidad incrementada. Además de ello, la especificación, da a conocer el hecho de que, tal tipo de mezcla, reduce la temperatura de unión térmica de las fibras. La unión térmica, se emplea para producir los tejidos no tejidos a partir de fibras de polipropileno. La especificación, da a conocer el hecho de que, el polipropileno isotáctico, comprende un homopolímero formado por la polimerización de propileno mediante catálisis de Ziegler-Natta. El polipropileno isotáctico, tiene típicamente un peso molecular medio, en peso, Mw, comprendido dentro de unos márgenes que van de 100.000 a 4.000.000 y, un peso molecular medio, numérico, Mn, comprendido dentro de unos márgenes que van de 40.000 a 100.000, con un punto de fusión comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 159 hasta aproximadamente 169ºC. No obstante, las fibras de polipropileno producidas en concordancia con esta especificación, sufren del problema técnico consistente en el hecho de que, el polipropileno isotáctico, que se realiza mediante la utilización de un catalizador Ziegler-Natta, no tiene propiedades mecánicas particularmente altas, particularmente, la tenacidad.

El documento de solicitud de patente internacional W - A - 96 / 23095, da a conocer un procedimiento para proporcionar tejido no tejido, con una amplia ventana o gama de unión, en el cual, el tejido no tejido, está formado a partir de fibras de polímero termoplástico que incluye de un 0,5 a un 25%, en peso, de polipropileno sindiotáctico. El polipropileno sindiotáctico, puede mezclarse con una variedad de polímeros diferentes, incluyendo el polipropileno isotáctico. La especificación, incluye un número de ejemplos, en los cuales, se produjeron varias mezclas de polipropileno sindiotáctico con polipropileno isotáctico. El polipropileno isotáctico, comprendía polipropileno isotáctico comercialmente obtenible en el mercado, el cual se produjo utilizando un catalizador Ziegler - Natta. Se da a conocer, en la especificación, el hecho de que, la utilización polipropileno sindiotáctico, ensancha la ventana o gama de temperatura, por encima de la cual, puede ocurrir una unión térmica, y reduce la temperatura de unión aceptable.

El documento de solicitud internacional de patente WO - A - 96 / 23095, da también a conocer la producción de fibras a partir de mezclas, que incluyen polipropileno sindiotáctico, las cuales son, o bien fibras bi-componente, o bien fibras bi- constituyente. Las fibras bi-componente, son fibras las cuales se han producido a partir de por lo menos dos polímeros extrusionados a partir de extrusionadoras separadas y retorcidos conjuntamente, con objeto de formar una fibra. Las fibras bi-constituyente, se producen a partir de por lo menos dos polímeros extrusionados a partir de la misma extrusionadora, como una mezcla. Ambos tipos de fibras, es decir, bi-componente y bi-constituyente, se revelan como utilizándose para mejorar la unión térmica de polipropileno Ziegler-Natta, en tejidos no tejidos. De una forma particular, se utiliza un polímero con un punto de fusión inferior, comparado con el polipropileno isotáctico, por ejemplo, polietileno, copolímeros o terpolímeros aleatorios, como la parte exterior de la fibra bicomponente, o se mezcla en el polipropileno Ziegler-Natta, para formar la fibra bi-constituyente.

La solicitud de patente europea EP - A - 0 634 505, da a conocer hilo de polímero de propileno, mejorado, y artículos fabricados con éste, en el cual, para proporcionar hilo capaz de incrementar la contracción, se mezcla polipropileno sindiotáctico con polipropileno isotáctico, siendo la cantidad empleada, de 5 a 50 partes en peso de polipropileno sindiotáctico. Se revela el hecho de que, el hilo, tiene resiliencia y contracción incrementadas, lo cual es particularmente útil en los tejidos vellosos y en la fabricación de alfombras. Se da a conocer el hecho de que, las mezclas de polipropileno, presentan una disminución de la temperatura de reblandecimiento por calor y un ensanchamiento de la curva de respuesta térmica, tal y como se mide mediante calorimetría de exploración diferencial, como consecuencia de la presencia de polipropileno sindiotáctico.

La solicitud de patente estadounidense US - A - 5 269 807, da a conocer una sutura fabricada a partir de prolipropileno sindiotáctico, que muestra una mayor flexibilidad que una sutura comparable fabricada a partir de polipropileno isotáctico. El polipropileno sindiotáctico, puede estar mezclado con, inter alia, polipropileno isotáctico.

La solicitud de patente europea EP - A - 0 451 743, da a conocer un procedimiento para el moldeo sindiotáctico, en el cual, el polipropileno sindiotáctico, puede mezclarse con una pequeña cantidad de polipropileno que tiene una estructura substancialmente isotáctica. Se revela el hecho de que pueden formarse fibras a partir del polipropileno. Se da a conocer también el hecho de que, el polipropileno isotáctico, se fabrica mediante la utilización de un catalizador que comprende tricloruro de titanio y un compuesto de organoaluminio, o tricloruro de titanio ó tetracloruro de titanio, soportado en un haluro de magnesio y un compuesto de organoaluminio, a saber, un catalizador del tipo Ziegler- Natta.

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La solicitud de patente europea EP - A - 0 4 414 047, da a conocer fibras de polipropileno formadas a partir de mezclas de polipropileno sindiotáctico y polipropileno isotáctico. La mezcla, incluye por lo menos 50 partes en peso de polipropileno sindiotáctico y como mucho 50 partes en peso de polipropileno isotáctico. Se revela el hecho de que, la extrusionabilidad de las fibras, se encuentra mejorada y, las condiciones de elasticidad o capacidad de extensión de la fibra, se amplían.

Se conoce adicionalmente el hecho de producir polipropileno sindiotáctico utilizando catalizadores de metaloceno, tal y como se revela, por ejemplo, en la solicitud de patente estadounidense US - A - 4 794 096.

Recientemente, los catalizadores de metaloceno, se han empleado, también, para producir polipropileno isotáctico. El polipropileno isotáctico, el cual se ha producido utilizando un catalizador de metaloceno, se identifica, en la parte restante de este documento, como miPP. Las fibras fabricadas a partir de miPP, muestran unas propiedades mecánicas mucho mayores, principalmente, la tenacidad, que las fibras típicas a base de polipropileno catalizadas con Ziegler Natta, a las que se les hará referencia, a partir de ahora, en este documento, como fibras ZNPP. No obstante, esta ganancia en tenacidad, se transfiere únicamente de una forma parcial, a los tejidos no tejidos, los cuales se han producido a partir de fibras miPP mediante unión térmica. De hecho, las fibras producidas utilizando miPP, tienen una ventana o gama de unión térmica muy estrecha, definiendo, dicha ventana o gama, unos márgenes de temperaturas de unión térmica, a través de los cuales, después de la unión térmica de las fibras, el tejido no tejido, exhibe las mejores propiedades térmicas. Como resultado de ello, únicamente un reducido número de fibras miPP, contribuye a las propiedades mecánicas del tejido no tejido. También, la calidad de la unión térmica, entre las fibras contiguas, es pobre. Se ha encontrado el hecho de que, estas conocidas fibras de miPP, son más difíciles de unir térmicamente que las fibras de ZNPP, a pesar de un punto de fusión más bajo.

El documento de solicitud de patente internacional WO - A - 97 / 10 300, revela composiciones de mezcla de polipropileno, en donde, la mezcla, puede comprender de un 25% a un 75%, en peso, de polipropileno isotáctico, y de un 75 a un 25%, en peso, de copolímero de polipropileno isotáctico del tipo Ziegler - Natta. La especificación, se dirige fundamentalmente a la producción de películas a partir de tales tipos de mezclas de polipropileno.

La solicitud de patente estadounidense US - A - 5 483 002, da a conocer polímeros de polipropileno que tienen una resistencia al impacto a baja temperatura, que contienen una mezcla de un homopolímero de propileno semi-cristalino con, o bien ya sea un segundo homopolímero de polipropileno semi-cristalino, o bien ya sea un homopolímero de propileno no cristalino.

La solicitud de patente europea EP - A - 0 538 749, da a conocer una composición de copolímero de propileno para la producción de películas. La composición, comprende un mezcla de dos componentes, comprendiendo, el primer componente, o bien ya sea un homopolímero de propileno, o bien ya sea un copolímero de propileno con etileno u otra alfa-olefina que tenga un número de carbonos comprendido dentro de unos márgenes que van de 4 a 20, y un segundo componente que comprende un copolímero de propileno con etileno y / o una alfa-olefina que tenga un número de carbonos comprendido dentro de unos márgenes que van de 4 a 20.

Se conoce el hecho, en este arte especializado de la técnica, de mezclar, en un polipropileno producido utilizando un catalizador del tipo Ziegler Natta, un segundo componente, que comprende un polipropileno aleatorio, de una forma típica, en una cantidad correspondiente a un porcentaje comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un 20 a un 50%, en peso, de la mezcla. Se ha encontrado el hecho de que, una mezcla de este tipo, proporciona una buena unión térmica, cuando las fibras producidas a partir de la mezcla, se unen térmicamente para formar un tejido no tejido. Los buenos resultados de unión térmica, son el resultado de un solapado de la temperatura de los puntos de fusión del polipropileno Ziegler-Natta y el polipropileno aleatorio. La unión térmica, se consigue también como resultado de que ambos, el polipropileno Ziegler-Natta y el polipropileno aleatorio, tengan unas distribuciones del peso molecular relativamente anchas, las cuales proporcionen una buena mezcla y, de esta forma, tiende a mejorar la capacidad de unión térmica de las fibras.

Es un objetivo de la presente invención, el ensanchar la ventana o gama de unión térmica de fibras de ZNPP. Es un objetivo adicional de la presente invención, el proporcionar tejidos no tejidos de fibras de ZNPP, que presenten propiedades mecánicas mejoradas, de una forma particular, la tenacidad.

Se conoce el hecho de que, las fibras de polipropileno, y los tejidos no tejidos fabricados a base de fibras de polipropileno, tienden a proporcionar una sensación al tacto, correspondiente a una textura rugosa y desigual. Es por lo tanto también un objetivo de la presente invención, el mejorar la flexibilidad y suavidad de las fibras de polipropileno.

La presente invención, proporciona una fibra de polipropileno, que incluye un porcentaje mayor de un 50%, en peso, de un primer polipropileno isotáctico producido mediante un catalizador del tipo Ziegler-Natta, de un 5 a menos de un 50%, en peso, de un segundo polipropileno isotáctico, producido mediante un catalizador de metaloceno, y, opcionalmente, hasta un 15%, en peso, de un polipropileno sindiotáctico (sPP).

La fibra polimérica, puede incluir, de una forma preferente, de un 60 a un 80%, en peso, de un primer polipropileno isotáctico y de un 10 a menos de un 50%, en peso, de una forma preferible, de un 20%, a un 40%, en peso, de un segundo polipropileno isotáctico.

De una forma preferible, en la fibra de polipropileno sindiotáctico, se incluye hasta un 10%, en peso, del polipropileno sindiotáctico (sPP). La adición de sPP, puede mejorar la flexibilidad y suavidad de las fibras.

El primer polipropileno producido mediante el catalizador de Zielgler- Natta (ZNPP), puede ser un homopolímero, copolímero o terpolímero.

El segundo polipropileno producido mediante el catalizador de metaloceno (miPP), puede ser un homopolímero, copolímero, siendo, o bien un copolímero aleatorio o un copolímero de bloque, o terpolímero de polipropileno isotáctico, producido por un catalizador de metaloceno.

De una forma preferible, el segundo polipropileno, tiene un índice de dispersión (D), que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 1,8 a 8. De una forma preferible, el segundo polipropileno, tiene una temperatura de fusión comprendida dentro de unos márgenes que van de 130 a 161ºC, para el homopolímero, y una temperatura de fusión que se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van de 80 a 160ºC, para un copolímero o terpolímero.

El miPP, tiene de una forma preferible un índice de fluidez (MFI - [del inglés melt flow index] -), que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 1 a 2500 g / 10 minutos. En esta especificación, los valores de MFI, son aquéllos que se determinan utilizando el procedimiento descrito en la norma ISO 1133, utilizando una carga de 2,16 kg, a una temperatura de 230ºC.

De una forma más preferible, el segundo homopolímero de polipropileno, tiene una Mn comprendida dentro de unos márgenes que van de 30.000 a 130.000 kDa y, el MFI (índice de fluidez), puede encontrase comprendido dentro de unos márgenes que van de 1 a 2000 g / 10 minutos y, de una forma preferible, de 5 a 90 g / 10 minutos, para fibras del tipo retorcido o tipo lana, o fibras de tipo corriente.

De una forma preferible, el primer homopolímero de polipropileno, tiene un índice de dispersión (D) que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 3 a 12. De una forma preferible, el primer polipropileno, tiene una temperatura de fusión comprendida dentro de unos márgenes que van de 80 a 169ºC, para el homopolímero, de una forma más preferible, éstas tienen una temperatura de fusión comprendida dentro de unos márgenes que van de 158ºC a 169ºC, para el homopolímero, y una temperatura de fusión comprendida dentro de unos márgenes que van de 80 a 168ºC, para el copolímero o terpolímero. Una temperatura de fusión típica para el homo ZNPP, es la de 162ºC.

El ZNPP, tiene, de una forma preferible, un índice de fluidez (MFI), comprendido dentro de unos márgenes que van de 1 a 100 g / 10 minutos.

De una forma más preferible, el segundo homopolímero o copolímero de polipropileno, tiene un MFI que puede encontrarse comprendido dentro de uno márgenes que van de 15 a 60 g / 10 minutos, para fibras del tipo retorcido o tipo lana, o que puede encontrarse comprendido dentro de unos márgenes que van de 10 a 30 g / 10 minutos, para fibras de tipo corriente.

El sPP, es de una forma preferible un homopolímero o un copolímero aleatorio, que tenga un contenido de pentada racémica RRRR, de un porcentaje correspondiente a por lo menos un 70%. El sPP, puede ser, de una forma alternativa, un copolímero de bloque que tenga un contenido de comonómero superior, o un terpolímero. Si el contenido de comonómero, es superior a un porcentaje correspondiente a un 1,5%, en peso, el sPP, tiende a convertirse en pegajoso, dando ello como resultado problemas al proceder al retorcido de las fibras o a la unión térmica de éstas. De una forma preferible, el sPP, tiene una temperatura de fusión de hasta un valor de hasta aproximadamente 130ºC. El sPP, tiene, de una forma típica, dos picos de fusión, encontrándose uno de ellos a una temperatura de aproximadamente 112ºC y, siendo, el otro de un valor de aproximadamente 128ºC. El sPP, tiene, de una forma típica, un MFI que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0,1 a 1000 g / 10 minutos, de una forma más típica, de
1 a 60 g / 10 minutos. El sPP, puede tener una distribución del peso molecular, monomodal, o multimodal y, de una forma mayormente preferible, éste es un polímero bimodal, con objeto de mejorar la procesabilidad del sPP.

La presente invención, proporciona adicionalmente un tejido producido a partir de fibra de polipropileno de la invención.

La presenta invención, proporciona todavía adicionalmente un producto que incluye este tejido, seleccionándose el producto, entre otros, entre un filtro, un paño de limpieza personal, un pañal, un producto de higiene femenina, un producto para la incontinencia, un vendaje para heridas, una venda, uniformes o batas quirúrgicas, cortinajes quirúrgicos y coberturas protectoras.

La presente invención, se basa en el descubrimiento, por parte del presente inventor, consistente en el hecho de que, cuando se mezcla con una cantidad mayor de ZNPP, el miPP, provoca una unión térmica mejorada del ZNPP, sin una importante modificación de las propiedades mecánicas de las fibras en sí mismas. El presente inventor, ha descubierto, de una forma sorprendente, el hecho de que, mezclando menos de un porcentaje del 50%, en peso, de miPP, en el propileno de Ziegler-Natta, éste proporciona una unión térmica mejorada del polipropileno de Ziegler-Natta, a pesar del hecho de que el miPP, tenga una distribución del peso molecular más estrecha que la del ZNPP, y también, el PP aleatorio empleado en el arte anterior de esta técnica especializada, al que se ha hecho referencia anteriormente, arriba, en este documento, lo cual ha sido considerado, por parte de aquéllas personas especializada en este arte especializado de la técnica, como teniendo un reducido efecto de unión térmica.

Realmente, se conoce el hecho de que, el estrechar la distribución del peso molecular, reduce la ventana o gama de temperatura de unión de la fibra. Así, de esta forma, el inventor ha descubierto, de una forma sorprendente, el hecho de que, procediendo a mezclar miPP en ZNPP, el cual tenga, de una forma típica, unos márgenes de fusión que se encuentran comprendidos dentro de unos niveles que van desde aproximadamente 130ºC hasta aproximadamente 161ºC, los cuales son inferiores que los márgenes de fusión típicos de ZNPP, los cuales se encuentran comprendidos dentro de unos límites que van desde aproximadamente 159ºC hasta aproximadamente 169ºC, se logra una mejora en la unión térmica, como resultado de este punto de fusión inferior del miPP, a pesar de la distribución del peso molecular más estrecha del miPP, lo cual sugeriría una unión térmica más pobre. Como consecuencia de ello, a cualquier temperatura de unión dada, se unen más fibras térmicamente, en comparación con las fibras puras de ZNPP y se mejora la resistencia de la unión, mejorándose con ello las propiedades térmicas de los tejidos no tejidos fabricados con ellas.

La presente invención, se describirá ahora por vía de ejemplos, únicamente con relación a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1, es un gráfico que muestra las distribuciones del peso molecular para un ZNPP típico y un PP aleatorio típico, para un miPP típico, y

Las figuras 2 y 3, son gráficos que muestran las curvas de la relación entre, respectivamente, el alargamiento (%) a la máxima fuerza de tracción, y la tenacidad de la fibra (cN (tex), a un máxima fuerza de tracción, con respecto a la cantidad de miPP, para fibras producidas a partir de mezclas de miPP y znPP.

Con referencia a la figura 1, se muestra la distribución del peso molecular, común, para un ZNPP típico y un PP aleatorio típico (línea B), y también, la distribución del peso molecular, para un miPP típico (línea A). Puede verse el hecho de que, para ambos, el ZNPP y el PP aleatorio, ambos exhiben una amplia distribución del peso molecular, si se compara con el miPP, que muestra que, el ZNPP y el PP aleatorio, pueden ser fácilmente mezclados conjuntamente. Como contraste de ello, el miPP, tiene una distribución del peso molecular mucho más estrecha, lo cual se habría considerado, cuando se mezcla en ZNPP, como teniendo una unión térmica reducida.

Como contraste, el presente inventor, ha encontrado el hecho de que, a pesar de la estrecha distribución del peso molecular del miPP, no obstante, cuando el miPP se mezcla en una cantidad correspondiente a un porcentaje comprendido dentro de unos márgenes que van del 10 al 50%, en peso, en el ZNPP, la unión térmica del ZNPP, se mejora sin ninguna modificación significativa de las propiedades mecánicas de la mezcla.

Un procedimiento industrial de unión térmica para producir tejidos no tejidos, emplea el paso a alta velocidad de una capa de fibras, para que se unan térmicamente, mediante el paso a través de un par de rodillos. Este procedimiento, requiere, de este modo, una rápida y uniforme fusión de las superficies de las fibras contiguas, con objeto de conseguir una unión térmica fuerte y fiable. La adición de miPP al ZNPP, tiende a disminuir la temperatura de unión térmica de las fibras, de tal forma que, con ellos, se ensanchen los márgenes de temperatura de unión térmica o "ventana" (gama) de temperaturas, para las fibras, incrementando con ello la facilidad de la unión térmica de las fibras, conjuntamente, entre ellas. Así, de esta forma, la incorporación de miPP en el ZNPP, permite el incrementar grandemente la máxima resistencia del tejido no tejido, como resultado de esta formación de unión térmica incrementada entre las fibras contiguas.

El miPP empleado en concordancia con la presente invención, tiene una estrecha distribución del peso molecular, que tiene, de una forma típica, un índice de dispersión D, comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1,8 hasta 4, de una forma más preferible, de 1,8 a 3. El índice de dispersión D, es el valor de la relación Mw/Mn, en donde, Mw, es el peso molecular medio, referido a peso y, Mn, es el peso molecular medio numérico, del polímero. El miPP, tiene una temperatura de fusión comprendida dentro de unos márgenes que van de 140ºC a 155ºC. Las propiedades de las dos resinas típicas de miPP, para su uso en la invención, se especifican en la tabla 1.

La adición de hasta un 15% en peso (opcionalmente, hasta un 10%, en peso) de sPP, al miPP, según se ha encontrado también, por parte del inventor, mejora la flexibilidad o suavidad de las fibras. Como resultado del fenómeno del rechazo de reducidas cantidades de sPP, a la superficie de las fibras, el inventor ha encontrado el hecho de que, la flexibilidad o suavidad de las fibras, puede incrementarse mediante la utilización de únicamente pequeñas cantidades de sPP, por ejemplo, a partir de un porcentaje de un 0,3%, en peso, en la mezcla de sPP / miPP / ZNPP. Puesto que, la mezcla de sPP en el miPP y el ZNPP, permite el empleo de una temperatura de unión térmica más reducida, de la que se emplearía para fibras de miPP puro, y puesto que, las temperaturas de unión térmica más reducidas, tienden a reducir la aspereza o desigualdad al tacto de un tejido no tejido producido a partir de las fibras, la introducción de sPP en concordancia con la presente invención en el miPP y el ZNPP, mejora la suavidad de los tejidos no tejidos. La composición de un sPP típico, para su uso en la presente invención, se especifica en la tabla 1.

Además de lo anteriormente expuesto, cuando se incorpora sPP en el miPP y ZNPP, para formar mezclas de éstos y, cuando estas mezclas, se utilizan para producir fibras retorcidas tipo lana, el sPP, promociona fibras que tienen un abultamiento natural incrementado, dando como resultado una suavidad mejorada de los tejidos no tejidos.

Adicionalmente a lo anteriormente dicho, la utilización de miPP en mezclas con ZNPP y, opcionalmente, de sPP, en concordancia con la presente invención, tiende a proporcionar fibras, las cuales pueden retorcerse de una forma más fácil, proporcionado fibras del tipo lana, si se compara con las conocidas fibras de ZNPP. La reducción substancial de tales tipos de cadenas largas en la distribución del peso molecular del miPP, tiende a reducir la tensión creada en el interior, durante el retorcido, permitiendo con ello un incremento de la velocidad máxima de retorcido para la fibras de las mezclas de miPP / ZNPP, en concordancia con la invención.

La incorporación de sPP en el miPP y ZNPP, para formar mezclas de entre éstos, proporciona una ventana o gama de unión térmica más extensa. La temperatura de unión térmica de las fibras producidas a partir de tales tipos de mezclas, es de también ligeramente inferior. Las fibras de tejidos no tejidos producidas a partir de la mezclas, tienen una suavidad incrementada y, las fibras retorcidas tipo lana, tienen un abultamiento natural, como resultado de la introducción de sPP en el miPP y el ZNPP. Las fibras, tienen también una resiliencia mejorada si se comparan con las fibras de polipropileno ZNPP conocidas, como resultado del uso de sPP. Adicionalmente a ello, el uso de miPP, permite la producción de fibras más finas, dando como resultado fibras más suaves y una distribución más homogénea de las fibras, en los tejidos no tejidos.

A pesar de que ya era conocido, previamente a la presentación de la presente invención, el hecho de utilizar un segundo polímero en las fibras, no se ha propuesto, anteriormente a este momento, el emplear miPP en una mezcla con ZNPP, para la producción de fibras. Se requiere una unión térmica eficiente de las fibras, con objeto de transferir las propiedades mecánicas sobresalientes de la fibras, a los tejidos no tejidos. La capacidad de retorcido de las fibras producidas en concordancia con la presente invención, no se modifica de una forma significativa si se compara con las conocidas fibras.

Las fibras producidas en concordancia con la presente invención, pueden ser, o bien fibras bi-componente, o bien fibras bi-constituyente. Para las fibras bi- componente, el miPP y el ZNPP, se introducen en dos diferentes extrusionadoras. A continuación de ello, los dos productos de extrusión, se retuercen conjuntamente, para formar fibras individuales. Para las fibras bi-constituyente, se obtienen mezclas de miPP / ZNPP, mediante: la mezcla, en seco, de gránulos o granza, copos o lanilla de los dos polímeros, antes de proceder a introducirlos en una extrusionadora común; o utilizando gránulos o granza, o copos, de una mezcla de miPP y ZNPP, la cual se ha extrusionado conjuntamente y, a continuación, se procede a re-extrusionar la mezcla procedente de una segunda extrusionadora.

Cuando se procede a utilizar las mezcla de ZNPP / miPP, para producir fibras en concordancia con la presente invención, es posible el adaptar el perfil de temperatura del proceso de retorcido, para optimizar la temperatura de procesado, al mismo tiempo que retener el mismo caudal, que con el miPP puro. Para la producción de fibras retorcidas tipo lana, una temperatura de extrusión típica, es que correspondería a una gama comprendida dentro de unos márgenes que van de 200ºC a 260ºC, de una forma más típica, de 230ºC a 250ºC. Para la producción de fibras corrientes, una temperatura típica de extrusión, correspondería a una gama comprendida dentro de unos márgenes que van de 230ºC a 330ºC, de una forma más típica, de 270ºC a 310ºC.

Las fibras producidas en concordancia con la presente invención, pueden producirse a partir de mezclas de ZNPP / miPP, que tengan otros aditivos, para mejorar el procesado mecánico o capacidad de retorcido de las fibras. Las fibras producidas en concordancia con la presente invención, pueden utilizarse para producir tejidos no tejidos para su uso en filtración; en productos de cuidado personal tales como paños, pañales, en productos de higiene femenina y productos para la incontinencia; en productos médicos, tales como los vendajes, las batas o vestidos quirúrgicos, las vendas y los cortinajes quirúrgicos; en las cubiertas protectoras; en tejidos para el aire libre o exteriores y en geotextiles. Los tejidos no tejidos fabricados con fibras de ZNPP /miPP en concordancia con la presente invención, pueden ser parte de tales productos, o constituyen enteramente tales productos.

Al mismo tiempo que fabricar tejidos no tejidos, las fibras, pueden también utilizarse para fabricar tejidos o géneros de punto o un fieltro o felpudo. Los tejidos no tejidos producidos a partir de las fibras en concordancia con la presente invención, pueden producirse mediante la aplicación de diversos procedimientos, tales como por ejemplo, mediante procedimientos de soplado, soplado del fundente, unión mediante retorcido, o cardado de unión.

Las fibras en concordancia con la presente invención, pueden también estar formadas como un producto de encaje o puntilla retorcida de tejido no tejido, el cual se forma sin unión térmica, mediante fibras que se enredan conjuntamente las unas con las otras, para formar un tejido, mediante la aplicación de un fluido a alta presión, tal como aire o agua.

La presente invención, se describirá ahora en mayor detalle, haciendo referencia a los ejemplos no limitativos que se facilitan a continuación.

Ejemplo 1

En concordancia con este ejemplo, se procedió a comparar las propiedades de un producto no tejido compuesto de fibras de polipropileno, incorporando hasta un 50%, en peso, de miPP, siendo la cantidad restante ZNPP, con respecto a las propiedades de las fibras compuestas a base de miPP puro. Así, de esta forma, el miPP puro, tenía un MFI de 32 g / 10 minutos, y un valor de la relación de Mw / Mn de 3. El ZNPP, tenía un MFI de 12 g / 10 minutos y un valor de la relación de Mw / Mn de 7. Se produjo una mezcla, a las cual se la denominará, en la parte restante de este documento, como Poly 1, del miPP y del ZNPP, con un valor de relación del 33%, en peso, de miPP / 67%, en peso, de ZNPP. Se produjeron fibras de ambos, de la mezcla poly 1, y el miPP puro. Las fibras, se retorcieron, mediante un procedimiento duradero de retorcido, siendo la temperatura, en los dispositivos de retorcido, de 280ºC. La valoración de la fibra, después de del proceso de retorcido, era de 2,3 dtex y la valoración de la fibra, después del estirado, era de 2,1 dtex. Las fibras, se texturizaron y se cortaron después de la etapa de estirado. Se procedió, a continuación, a almacenarlas en balas, de 400 kg de peso, durante un transcurso de tiempo de 10 días. Las fibras, se sometieron, a continuación, a un cardado y unión, a una velocidad de 110 m / minuto. A continuación de ello, se produjeron productos no tejidos que tenían un peso de 20 g/m^{2}, mediante unión térmica. La temperatura de unión térmica y las propiedades mecánicas de los tejidos no tejidos de esta forma producidos, para el Poly y el miPP puro, se muestran en la tabla 2 que se facilita posteriormente, a continuación.

Puede verse, en la tabla 2, el hecho de que, las propiedades mecánicas de los productos no tejidos, térmicamente unidos, de Poly 1, son mayores que aquéllas para miPP puro, a las correspondientes temperaturas de unión térmica.

Ejemplo 2

En concordancia con este ejemplo, se realizaron varias mezclas de ZNPP y de miPP y las composiciones de las mezclas, se especifican en la tabla 3.

El miPP, tenía un MFI de 13 g / 10 minutos. El ZNPP, era el mismo que el que se empleó en el ejemplo 1. Las mezclas, se prepararon procediendo a mezclar en seco, gránulos o granza de los componentes, y procediendo a colar la mezcla seca en el alimentador de la extrusionadora, inmediatamente después del mezclado. Se procedió, a continuación, a producir fibras, utilizando un dispositivo de retorcido que tenía 224 orificios, con un valor de relación longitud / diámetro, de 8 / 0,8. La temperatura de extrusión, era de 285ºC, con aire de extinción a un temperatura de 15ºC, a una presión de 50 Pa. La temperatura de los dispositivos de estirado, era de un valor de 80ºC. Para cada mezcla, se procedió a producir fibras, bajo unas condiciones de recogida de 1600 m / minuto, seguido de un estirado con un valor de relación de estirado (SR) de 1,3. El caudal de paso por orificio, se ajustó para mantener la valoración de la fibra a un valor de alrededor de 2,5 dtex.

La tabla 3, muestra la valoración, la tenacidad de la fibra a un 10% de alargamiento, el alargamiento a una fuerza máxima de estirado, la tenacidad de la fibra a una fuerza máxima de estirado (sigma@máx). Las figuras 2 y 3, son gráficos que muestran la relación entre el alargamiento a una fuerza máxima de estirado y la tenacidad de la fibra a una fuerza máxima de estirado, respectivamente, con respecto a la cantidad de miPP en la mezcla.

La tabla 4, muestra la valoración, la tenacidad de la fibra a un 10% de alargamiento, el alargamiento a la fuerza máxima de estirado, la tenacidad de la fibra a una fuerza máxima de estirado (sigma@max), para las fibras producidas tal y como se ha descrito anteriormente, arriba, pero sin estirado.

Puede tomarse debida nota en cuanto al hecho de que, para una mezcla que tiene un porcentaje de miPP de hasta un 50%, en la mezcla de ZNPP / miPP, el alargamiento a una fuerza máxima de estirado y la tenacidad de la fibra a la máxima fuerza de estirado, son substancialmente incrementadas, con respecto a la cantidad de miPP. Así, de esta forma, procediendo a añadir miPP a una mezcla de ZNPP / miPP, en una cantidad correspondiente a un porcentaje de hasta un 50%, en peso, de miPP, las características mecánicas de la fibra, no se mejoran substancialmente, de una forma particular, el alargamiento de la fibra y la tenacidad, pero, tal y como se muestra en la figura 1, las características de la unión de las fibras, para formar tejidos no tejidos térmicamente unidos, se mejoran.

Ejemplo 3

Este ejemplo, demuestra el hecho del incremento en el volumen (abultamiento) o en la suavidad, de la fibras de polipropileno, procediendo a incorporar, en la mezcla de ZNPP / miPP, una cantidad de sPP.

Cuando las fibras de polipropileno yacen sobre una superficie plana, tal como por ejemplo una placa de vidrio, la morfología de la fibra, de una forma particular, su grado de aplanamiento o, a la inversa, su grado de ondulación, es una indicación del volumen o abultamiento de la fibra. La fibra, la cual puede ser observada mediante un microscopio óptico, puede verse que tiene una morfología de ondulación o substancialmente sinusoidal, con una ondulación incrementada (a saber, una pendiente o grado de inclinación reducida, entre los picos y las ondas contiguas), correspondientes a un volumen o abultamiento, o suavidad de la fibra.

Cuando se procedió a añadir sPP al homopolímero de polipropileno, en una cantidad correspondiente a un porcentaje de hasta un 15%, en peso, se encontró que, la distancia entre dos picos de la superficie ondulada, decrecía, lo cual significa, a su vez, el hecho de que, el volumen aumentado (abultamiento), o suavidad de las fibras, aumentaba. Así, por ejemplo, cuando se procedió a mezclar un 5%, en peso, de sPP, en un homopolímero de polipropileno de
Ziegler - Natta, la distancia entre los picos, era de 5,1 mm, mientras que, cuando se procedía a mezclar un 15%, en peso, de sPP, en el mismo polipropileno, la distancia entre los picos, era de alrededor de 4 mm. Esto demuestra el hecho de que, el volumen aumentado (abultamiento) o suavidad de las fibras, se incrementa con una cantidad creciente de sPP, en el polipropileno de base.

TABLA 1

		ZNPP	sPP	miPP1	miPP2
MI_{2}		14	3.6	32	13
Tm	°C	162	110 and 127	148.7	151
Mn	kDa	41983	37426	54776	85947
Mw	kDa	259895	160229	137423	179524
Mz	kDa	1173716	460875	242959	321119
Mp	kDa	107648	50516	118926	150440
D		6,1	4.3	2.5	2,1

TABLA 2

Mezcla	Temperatura	Fuerza	Alargamiento	Fuerza	Alargamiento
	de unión	máxima en	@ Rotura en	máxima en la	@ Rotura en
	térmica (ºC)	la dirección	la dirección	dirección	la dirección
		de la	de la	transversal a	transversal a
		máquina	máquina (%)	la máquina	la máquina
		(N/5cm)		(N/5cm)	(%)
Poly 1	142	27	85	12	95
Poly 1	148	35	60	14	65
miPP	142	13	25	6	20
miPP	148	12	20	6	20

TABLA 3

% en peso	% en peso	Recogida: 1600 m/minuto, seguido de estirado (SR= 1,3)
ZNPP	miPP	Valoración	Tenacidad @ 10%	Alargamiento @ máx	Sigma @ máx
		(dtex)	(cN/tex)	(%)	(cN/tex)
100	0	2,6	9,6	407	20,0
80	20	2,6	9,2	379	19,8
60	40	2,6	9,2	397	21,5
40	60	2,6	8,9	339	20,7
20	80	2,6	8,8	281	22,3
15	85	2,5	7,8	352	23,9
10	90	2,5	8,2	322	26,7
5	95	2,5	8,6	312	29,3
2	98	2,5	9,2	256	31,4
0	100	2,6	11,5	164	32,3

TABLA 4

% en peso	% en peso	Recogida directa: 1600 m/minuto
ZNPP	miPP	Valoración	Tenacidad @ 10%	Alargamiento @ máx	Sigma @ máx
		(dtex)	(cN/tex)	(%)	(cN/tex)
100	0	2,6	6,8	435	14,8
80	20	2,6	6,5	513	15,9
60	40	2,5	6,6	456	16,4
40	60	2,6	6,3	461	17,1
20	80	2,6	6,1	443	20,3
15	85	2,2	5,8	485	18,9
10	90	2,4	5,8	424	20,4
5	95	2,6	5,4	496	20,5
2	98	2,6	5,5	363	24,0
0	100	2,6	6,2	285	27,9

Claims

1. Una fibra de polipropileno que incluye un porcentaje mayor de un 50%, en peso, de un primer polipropileno isotáctico, producido mediante un catalizador de Ziegler-Natta y de un 5 a menos de un 500%, en peso, de un segundo polipropileno isotáctico, producido mediante un catalizador de metaloceno, y un porcentaje de hasta un 15%, en peso, de un polipropileno isotáctico (sPP).

2. Una fibra de polipropileno, según la reivindicación 1, que incluye de un 10 a menos de un 50%, en peso, de un segundo polipropileno isotáctico.

3. Una fibra de polipropileno, según la reivindicación 2, que incluye de un 60 a un 80%, en peso, de un primer polipropileno isotáctico, y de un 20 a un 40%, en peso, de un segundo polipropileno isotáctico.

4. Una fibra de polipropileno, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el segundo polipropileno, es un homopolímero, copolímero o terpolímero de polipropileno isotáctico y una mezcla de tales tipos de polímeros.

5. Una fibra de polipropileno, según la reivindicación 4, en donde, el segundo polipropileno, tiene un índice de dispersión (D), comprendido dentro de unos márgenes que van de 1,8 a 8.

6. Una fibra de polipropileno, según la reivindicación 4 ó la reivindicación 5, en donde, el segundo polipropileno, tiene una temperatura de fusión comprendida dentro de unos márgenes que van de 80 a 161ºC.

7. Una fibra de polipropileno, según la reivindicación 6, en donde, el segundo polipropileno, tiene una temperatura de fusión que se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van de 140 a 155ºC.

8. Una fibra de polipropileno, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el segundo polipropileno, tiene un índice de fluidez (MFI) que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de
1 a 2500 g / 10 minutos.

9. Una fibra de polipropileno, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el primer polipropileno, tiene un índice de dispersión que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de
3 a 12.

10. Una fibra de polipropileno, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el primer homopolímero de polipropileno, tiene una temperatura de fusión, que se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van de 159 a 169ºC.

11. Una fibra de polipropileno, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, la cantidad de polipropileno sindiotáctico (sPP), es de un porcentaje que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de un 0,3 a un 10%, en peso.

12. Una fibra de polipropileno, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el sPP, es un homopolímero, un copolímero aleatorio, un copolímero de bloque, o una mezcla de tales polímeros.

13. Una fibra de polipropileno, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el sPP, tiene una temperatura de fusión, de hasta 130ºC.

14. Un tejido producido a partir de fibra de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

15. Un producto que incluye un tejido según la reivindicación 14, seleccionándose, el citado producto, de entre un filtro, un paño de limpieza personal, un pañal, un producto de higiene femenina, un producto para la incontinencia, un vendaje para heridas, una venda, uniformes o batas quirúrgicas, cortinajes quirúrgicos, coberturas protectoras, geotextiles y tejidos para usos en el exterior.

16. Uso de la fibra de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, para preparar tejidos no tejidos, mediante procedimientos de unión mediante retorcido.