ES2283582T3 - Fibras de poliester resistentes a la formacion de bolitas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la producción de fibras de poliéster resistentes a la formación de bolitas basadas en poli(tereftalato de etileno) mediante transesterificación de al menos un éster dialquílico del ácido dicarboxílico o esterificación de al menos un ácido carboxílico con al menos un diol y precondensación y policondensación posterior en presencia de catalizadores habituales con la utilización conjunta de compuestos organosilícicos, caracterizado porque se añaden a la mezcla de reacción 100-2000 ppm de un compuesto organosilícico, calculado como silicio, con respecto al policondensado acabado, que presenta en el silicio al menos un sustituyente de fórmula Fórmula I y se trata el policondensado obtenido para dar fibras y éstas se tratan en cualquier momento tras la hilatura con un medio que contiene agua para el fin de la hidrólisis.
Description
Fibras de poliéster resistentes a la formación
de bolitas.
La invención se refiere a una fibra de poliéster
resistente a la formación de bolitas basada en
poli(tereftalato de etileno) así como a un procedimiento
para la producción de la misma.
Por formación de bolitas o el denominado efecto
de formación de bolitas se entiende la formación de pequeños
nódulos (bolitas) en la superficie de productos planiformes
textiles. Estas bolitas se producen debido a que sobresalen de la
superficie de un producto planiforme textil por ejemplo de una
prenda de vestir, las terminaciones de las fibras o partes sueltas
de las fibras, que se enrollan mediante una solicitación por
restregado generada al llevar la prenda de vestir para dar nódulos.
Debido a la gran resistencia de las fibras de poliéster, estos
nódulos no pueden caer, sino que permanecen en la superficie y
ofrecen al observador una mala imagen. Físicamente se interpreta
este fenómeno como que las fibras de poliéster tienen una gran
resistencia en comparación con las fibras naturales especialmente
también una gran resistencia transversal.
Sin embargo, en principio es posible eliminar
los nódulos mecánicamente por ejemplo mediante cepillado o raspado.
Esto es muy laborioso y costoso y no puede evitarse que se formen
continuamente de nuevo bolitas nuevas.
Ya se han realizado numerosos ensayos para
solucionar este inconveniente. A este respecto el centro de
atención era sobre todo reducir la resistencia transversal de las
fibras de poliéster, debiendo prestarse atención sin embargo que a
este respecto la resistencia frente a la rotura por tracción de las
fibras no se redujera fuertemente para poder realizar el proceso de
tratamiento subsiguiente sin daño esencial de las fibras de igual
manera tal como por ejemplo en el caso de los tipos de algodón
normales.
La mayor parte de los ensayos para reducir la
formación de bolitas van en la dirección de modificar el polímero,
especialmente de disminuir el peso molecular promedio. Esto puede
tener lugar mediante la incorporación de los denominados formadores
de puentes o formadores de ramificaciones temporales o también
mediante modificación de la estructura polimérica por medio de
formadores de ramificaciones permanentes.
El principio de la formación de puentes o
ramificaciones temporal consiste en que la cadena de poliéster se
dota con un enlace térmica o hidrolíticamente lábil en la cadena
polimérica, que tras la hilatura, por ejemplo en la coloración del
producto planiforme textil o también de los flóculos se rompe
hidrolíticamente.
Ejemplos de poliésteres con puentes temporales
de este tipo se encuentran por ejemplo en el documento FR 2 290
511, en el que antes de la transesterificación se agrega del 0,01 al
2% en peso de difenilsilandiol, con respecto al tereftalato de
dimetilo (DMT). Sin embargo las deformaciones por rotura son en este
caso demasiado altas para permitir una procesabilidad con las
fibras de algodón, además la resistencia frente a la rotura por
tracción es demasiado baja para la tejedura de los hilos de fibras
cortadas.
Una enseñanza similar con ramificaciones
temporales se encuentra en el documento FR 1 589 057, según el que
sin embargo se producen fibras con los mismos inconvenientes que el
documento francés mencionado anteriormente.
A los procedimientos, que trabajan con
formadores de ramificaciones permanentes, pertenecen los métodos de
producción, en los que por ejemplo se utiliza un compuesto tal como
pentaeritrita. En este caso se aprovecha el efecto de que las
fibras de materiales endurecidos, ramificados en el producto acabado
se rompen antes que aquellas de polímeros flexibles, lineales
correspondientes. Es desventajoso sin embargo en los procedimientos
de este tipo que los polímeros ramificados comparados con los
polímeros lineales con la misma masa muestran una viscosidad de
fusión inferior.
No es posible una disminución del peso molecular
debido a la alta viscosidad necesaria para la hilatura, por
consiguiente la eficacia de este método está limitada. Por este
motivo los procedimientos con ramificación permanente hasta ahora
conocidos no han conseguido con respecto al comportamiento de
formación de bolitas los buenos resultados de la ramificación
temporal.
En el documento US PS 3 335 211 se describe un
procedimiento para la hilatura por fusión de poliésteres con
ramificación temporal. Los poliésteres están modificados con un
compuesto de oxisilicio. Para esto se añade un compuesto de
oxisilicio a la masa de poliéster antes de la hilatura por fusión. A
este respecto debe formarse una masa fundida libre de agua, que
tiene una viscosidad de fusión a 275ºC de desde aproximadamente 1000
hasta 6000 Poise. Los compuestos de silicio que se añaden presentan
las fórmulas generales:
seleccionándose R, R' y R'' del
grupo de restos de hidrocarburo u oxihidrocarburo con de
1-6 átomos de carbono, siendo Z un grupo
hidrocarburo saturado bivalente con de 1-6 átomos de
carbono, x un número de 1-20 y n un número de
0-2.
La masa fundida debe mantenerse libre de agua,
tras la hilatura por fusión se deja actuar la humedad sobre las
fibras hiladas.
Aunque en la columna 8 en el 3^{er} apartado
de la patente estadounidense citada anteriormente también se trata
de que puede aplicarse el procedimiento allí descrito sobre la
esterificación directa de ácido tereftálico libre con etilenglicol,
la descripción, los ejemplos y las reivindicaciones están dirigidas
a un procedimiento que parte de un éster del ácido tereftálico tal
como el tereftalato de dimetilo, en el que se realiza entonces una
transesterificación habitual y luego la policondensación.
En el caso de un repaso de las enseñanzas del
documento US PS 3 335 211 se ha mostrado con la utilización del
ácido tereftálico libre que debido al agua de reacción que se libera
durante la policondensación se produce la separación hidrolítica de
la ramificación incorporada. Igualmente, a menudo se observa una
fuerte gelificación del material polimérico. Por consiguiente la
denominada ruta PTA (ruta del ácido tereftálico purificado) en
general no es posible según la enseñanza del documento US PS 3 335
211.
Además, el procedimiento presenta una serie de
inconvenientes y también las propiedades de las fibras, que se han
producido según el documento US PS 3 335 211 con la utilización del
tereftalato de dimetilo, son insuficientes.
Los hallazgos que se ilustraron anteriormente se
confirman también mediante el documento DE 41 11 066 A1. Para
posibilitar una esterificación directa partiendo de ácido
tereftálico puro, se propone en este documento esterificar de
manera continua y posteriormente policondensar ácido tereftálico y
etilenglicol, añadiéndose de manera continua silicato de
metoxietilo o propilo en una cantidad de 300-700 ppm
de silicio en el momento en el que el prepolímero tiene un peso
molecular promedio, expresado como peso Mw de entre 9000 y 16000 y
un índice de polidispersidad de entre 1,5 y 2, presenta una
temperatura de entre 260 y 290ºC y se encuentra a una presión de
entre 1,5 y 2,5 bar, ascendiendo la duración de la reacción del
silicato/prepolímero a al menos 5 minutos. Este procedimiento
conlleva avances de manera segura comparado con la enseñanza del
documento US PS 3 335 211, sin embargo el procedimiento se define
de manera muy limitada, dado que las condiciones de producción
representan una fuerte limitación con respecto a los parámetros de
procedimiento. Además es dificultosa la utilización de silicato de
metoxietilo, dado que este producto, cuando se utiliza como formador
de ramificaciones, se separa en 2-metoxietanol
durante el procedimiento, que se clasifica como que tóxico para los
frutos y tóxico para la reproducción. Una parte de este componente
que actúa de manera tóxica permanece de manera no deseada en estado
libre o unido en el polímero y por consiguiente también en las
fibras acabadas.
Aunque se conocen ya toda una serie de
procedimientos, por medio de los que pueden producirse fibras de
poliéster resistentes a la formación de bolitas, existe aún una
necesidad de procedimientos mejorados así como de fibras con
propiedades mejoradas de formación de bolitas y demás propiedades
buenas.
Por tanto es objetivo de la invención poner a
disposición un procedimiento para la producción de fibras de
poliéster resistentes a la formación de bolitas a base de
poli(tereftalato de etileno), que es adecuado tanto para la
esterificación directa y la policondensación de ácido tereftálico
como para la transesterificación del tereftalato de dimetilo y la
policondensación, que conduce de manera reproducible a buenas
propiedades, que no dicta condiciones de reacción limitadas de tal
modo que por ejemplo debe añadirse el agente de adición en un
momento determinado durante la producción del poliéster o que deben
darse determinadas condiciones de procedimiento tal como la
interrupción del vacío en la policondensación o el cumplimiento de
los tiempos de policondensación estrechamente
limitados.
limitados.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
procedimiento que es adecuado tanto para el funcionamiento continuo
como para el discontinuo.
Este objetivo se soluciona mediante un
procedimiento para la producción de fibras de poliéster resistentes
a la formación de bolitas a base de poli(tereftalato de
etileno) mediante la transesterificación al menos de un éster
dialquílico del ácido dicarboxílico o la esterificación al menos de
un ácido dicarboxílico con al menos un diol y precondensación y
policondensación posterior en presencia de catalizadores habituales
y con la utilización conjunta de compuestos organosilícicos,
caracterizado porque se añaden a la mezcla de reacción
100-2000 ppm de un compuesto organosilícico,
calculado como silicio, con respecto al policondensado acabado, que
presenta en el silicio al menos un sustituyente de fórmula
y se trata el policondensado
obtenido para dar fibras y éstas se tratan en cualquier momento tras
la hilatura con un medio que contiene agua para el fin de la
hidrólisis.
Las fibras obtenidas se tratan hidrolíticamente
o bien como tales, sin embargo preferiblemente en un estado ya
tratado para dar un producto textil.
Preferiblemente se usa como compuesto
organosilícico
tetrakis[tetrahidrofurfuriloxi]silano.
Otro compuesto organosilícico ventajoso en el
contexto de la invención es
tris[tetrahidrofurfuriloxi]metilsilano.
El procedimiento según la invención se realiza
preferiblemente de manera continua. Puede realizarse también
ventajosamente de manera discontinua.
Preferiblemente se usan 100-2000
ppm del compuesto organosilícico, calculado como silicio, con
respecto al policondensado acabado.
En el caso de la ruta DMT es ventajoso añadir el
compuesto organosilícico tras la transesterificación del éster del
ácido tereftálico. Como éster del ácido tereftálico se usa en el
contexto de la invención preferiblemente tereftalato de
dimetilo.
Es ventajoso añadir el compuesto organosilícico
en un momento en el que el policondensado presenta un peso
molecular M_{w} de desde 3000-20000 g/mol,
especialmente de 10000-15000 g/mol.
Además es ventajoso agregar el compuesto
organosilícico en un momento, en el que la presión de la masa
fundida de policondensación asciende a 0,5 mbar - 1,5 mbar,
preferiblemente a 10 mbar - 200 mbar.
En una forma de realización del procedimiento
según la invención especialmente ventajosa se añade a la masa
fundida de policondensación el compuesto organosilícico en un
momento, en el que el contenido en grupos carboxilo del
policondensado es < 35 mmol/kg.
Un objeto adicional de la invención son fibras
de poliéster resistentes a la formación de bolitas a base de
poli(tereftalato de etileno) que pueden obtenerse según uno
de los procedimientos descritos anteriormente. Las fibras de
poliéster resistentes a la formación de bolitas se caracterizan
porque presentan un número extremadamente bajo de partículas que
contiene Si (geles), lo que repercute de manera ventajosa en el
procesamiento y la hilatura.
Para la realización del procedimiento según la
invención se efectúa la producción del poliéster, por ejemplo
poli(tereftalato de etileno) de manera en sí conocida.
A este respecto o bien se mezcla tereftalato de
dimetilo con etilenglicol y se somete a un transesterificación,
tras lo cual entonces se realiza la policondensación, o bien se
esterifica el ácido tereftálico libre directamente con glicol con
aplicación de presión. En ambos casos se produce un compuesto
oligómero que se basa en tereftalato de bishidroxietilo, que se
policondensa de manare conocida.
En el caso de la transesterificación y de la
policondensación pueden utilizarse catalizadores habituales, que
conoce el experto a partir del estado de la técnica. Sin embargo se
produce preferiblemente el poli(tereftalato de etileno)
según la denominada ruta PTA, es decir mediante la reacción del
ácido tereftálico libre con etilenglicol, realizándose la
esterificación con el glicol con aplicación de presión. El compuesto
oligómero producido a este respecto se policondensa después de
manera en sí conocida.
La policondensación en sí se realiza hasta un
grado de policondensación en el que el polímero consigue los pesos
moleculares habituales necesarios para la producción de fibras.
La adición según la invención del compuesto
organosilícico del alcohol tetrahidrofurfurílico puede tener lugar
durante diferentes fases del procedimiento de producción del
poliéster. Así es posible añadir el compuesto organosilícico en la
ruta PTA tras la etapa de esterificación.
En la ruta DMT, es decir en la producción del
poliéster a partir del éster dialquílico del ácido dicarboxílico y
al menos un diol, se añaden los compuestos organosilícicos tras la
transesterificación.
Es especialmente ventajoso añadir el compuesto
organosilícico en el transcurso de la policondensación.
Los compuestos organosilícicos que se utilizan
según la invención, presentan al menos un sustituyente en el
silicio, correspondiente a la fórmula I. Este sustituyente se deriva
del alcohol tetrahidrofurfurílico.
Los compuestos organosilícicos son aquellos
compuestos que contienen compuestos de carbono y silicio directos
que pertenecen a los compuestos organosilícicos pero también los
compuestos en los que el carbono está unido al silicio a través de
átomos de oxígeno, nitrógeno o azufre. Observaciones más detalladas
de los compuestos organosilícicos se toman de por ejemplo Römpp
Lexikon Chemie, 10ª edición completamente revisada, Georg Thieme
Verlag Stuttgart Nueva York, las páginas 4105-4106.
Es fundamental en el contexto de la invención que al menos un
sustituyente se derive del alcohol tetrahidrofurfurílico. Como
compuestos organosilícicos, que se derivan del alcohol
tetrahidrofurfurílico son especialmente adecuados los compuestos
de
Fórmula
II(C_{5} \ H_{9} \ O_{2})_{x} \ Si \ (OR')_{z}
\
R_{y}
siendo x = 1, 2, 3 ó 4,
significando y = 0, 1, 2 ó 3, pudiendo tomar z los valores de 0 a 3,
siendo x + z + y = 4, y pudiendo ser R un resto alquilo lineal o
cíclico, concretamente metilo, etilo, propilo, butilo o restos
alquilo homólogos superiores, restos ciclohexilo, ciclopentilo así
como 2-hidroxietilo o 2-metoxietilo
o también sustituyentes aromáticos tales como tolilo, grupos fenilo,
naftilo o arilo o aralquilo. R' es metilo o etilo, Z puede tomar los
valores de 0 a
3.
Los compuestos organosilícicos del alcohol
tetrahidrofurfurílico utilizados preferiblemente presentan las
siguientes fórmulas.
\vskip1.000000\baselineskip
Los compuestos organosilícicos utilizados según
la invención pueden producirse por ejemplo mediante la
transesterificación de organosilanos correspondientes tal como
tetraoxisilano con alcohol tetrahidrofurfurílico en presencia de
catalizadores tales como ácidos por ejemplo H_{3}PO_{3}, óxidos
metálicos tales como ZnO.
Otra síntesis para la producción de estos
compuestos organosilícicos consiste en que se hacen reaccionar
halogenuros de silicio tales como por ejemplo SiCl_{4} en
presencia de bases, por ejemplo piridina con alcohol
tetrahidrofurfurílico.
Fue especialmente sorprendente que según la
invención es posible producir fibras de poliéster resistentes a la
formación de bolitas especialmente según la ruta PTA de manera
reproducible y sin perturbaciones. En el procedimiento según la
invención no tiene lugar o sólo en poca media una formación de gel
perturbadora.
El compuesto organosilícico puede añadirse
ventajosamente en cualquier momento tras la esterificación al
proceso de policondensación. Por tanto una gran ventaja de esta
invención es que este procedimiento puede aplicarse a la mayor
parte de los procedimientos de producción sin mayores modificaciones
del procedimiento. Debido a los puntos de ebullición muy elevado de
los aditivos respectivos es posible por tanto una adición incluso
para dar conversiones muy tardías en la fase de vacío.
Al contrario que la enseñanza según el documento
DE 4 111 066 A, el procedimiento según la invención tiene por tanto
la ventaja de que el proceso de policondensación no debe detenerse
mediante la interrupción de la fase a vacío y no debe ralentizarse
para una duración de la reacción necesaria.
Además, el procedimiento no está limitado a
sistemas que trabajan de manera continua. Así se ha mostrado que el
aditivo puede añadirse a un procedimiento discontinuo sin la
interrupción de la fase a vacío. Además, el procedimiento según la
invención tiene la ventaja de que los aditivos pueden agregarse de
forma pura sin disolvente tal como por ejemplo etilenglicol, es
decir se evita una descomposición del poliéster sintetizado debido a
la adición de glicol adicional. Además por otra parte el alcohol
tetrahidrofurfurílico producido durante la reacción de
esterificación con un punto de ebullición de 178ºC se caracteriza
como de bajo punto de ebullición y puede eliminarse fácilmente del
medio
de reacción durante la fase PK con el glicol que se produce. Por lo demás el alcohol tetrahidrofurfurílico no es tóxico.
de reacción durante la fase PK con el glicol que se produce. Por lo demás el alcohol tetrahidrofurfurílico no es tóxico.
De manera sorprendente se ha mostrado que la
eficacia de ramificación o la densidad de ramificación con la
utilización del aditivo según la invención es claramente superior
que en el caso de la utilización de los compuestos correspondientes
tales como por ejemplo tetraetoxisilano.
Las fibras obtenidas muestran tras la coloración
pesos moleculares en el intervalo de 18000 g/mol a 30000 g/mol y
con esto son adecuados para la producción de superficies resistentes
a la formación de bolitas. Además, las superficies textiles
muestran un tacto blando, una tendencia baja a arrugarse y tienden a
dar una absorción del colorante elevada y rápida comparadas con los
materiales correspondientes no modificados.
El policondensado obtenido mediante la
utilización conjunta de un éster del ácido silícico del alcohol
furfurílico según la invención se trata de manera habitual mediante
hilatura por fusión para dar fibras. Las fibras pueden cresponarse,
fijarse y cortarse. Las fibras pueden tratarse de manera habitual
para dar productos textiles tales como los productos planiformes
textiles. Sin embargo es fundamental en el contexto de la invención
de que las fibras se traten en cualquier momento tras la hilatura
con un medio que contiene agua para el fin de la hidrólisis. A este
respecto puede tratarse de preparaciones acuosas, sin embargo
también es posible incluso un tratamiento con agua o vapor de agua.
Preferiblemente se efectúa el tratamiento en las fibras cuando
están ya tratadas para dar un producto textil.
A los tratamientos preferidos con un medio
acuoso pertenecen la coloración, pero también evaporación y fijación
con vapor de agua. Las temperaturas para el tratamiento y el tiempo
de tratamiento deben medirse de tal modo que la ramificación
temporal se rompe en sitios suficientes. Para esto son adecuados
especialmente los tratamientos a temperaturas de
80-150ºC, dado el caso a presión. Son ventajosos los
tratamientos en el intervalo de pH ácido.
El tratamiento con un medio acuoso también puede
producirse de manera que se aplica a las fibras un avivado acuoso u
otro acabado y entonces las fibras se tratan a una temperatura
correspondiente de tal modo que el agua aún existente puede actuar
hidrolíticamente y rompe las ramificaciones temporales en la medida
deseada.
Las fibras de poliéster resistentes a la
formación de bolitas producidas según el procedimiento según la
invención se caracterizan tras el tratamiento con agua por buenas
propiedades mecánicas y disponen a pesar de todo de una tendencia
baja a la formación de bolitas.
Es especialmente ventajoso que las fibras
obtenidas, para desarrollar sus propiedades resistentes a la
formación de bolitas, no deben someterse a una atmósfera húmeda
durante el propio procedimiento de producción de las fibras, por
ejemplo mediante tratamiento en un baño de agua o exposición
dirigida. Es totalmente suficiente no tratar de manera
correspondiente las fibras hasta las etapas de tratamiento
adicionales, en las que las fibras se ponen en contacto con un
medio acuoso. Así pueden producirse las propiedades sin más en el
caso de una coloración en baño acuoso o en el caso de tratamiento
del producto textil acabado en por ejemplo vapor saturado.
El comportamiento de formación de bolitas de los
productos planiformes textiles se realiza según la denominada
prueba de formación de bolitas en tambor aleatorio (Random Tumble
Pilling Test (RTPT)) según la norma DIN 53867. El estado
superficial se evalúa tras 5, 10, 20, 30, 40 y 60 minutos mediante
la escala POS (Pilling Ordinal Skala, escala ordinal de formación
de bolitas) con 9 clasificaciones (clasificación 9: sin formación
de bolitas, la mejor clasificación; clasificación 1: formación de
bolitas fuerte, la peor clasificación).
Se ha demostrado que los productos planiformes
textiles, que se han producido con la utilización de las fibras
producidas según la invención, presentan clasificaciones de
formación de bolitas de buenas a muy buenas. Las clasificaciones se
encuentran en el intervalo de 7-9.
Otra posibilidad para someter a prueba el
comportamiento de formación de bolitas de las fibras resistentes a
la formación de bolitas consiste en que se realiza en las fibras una
prueba de restregado en pliegue. Se ha demostrado que entre los
valores de resistencia al restregado en pliegue y de la resistencia
a la formación de bolitas existe una dependencia. Así las fibras,
que se rompen en mitad de la prueba de restregado en pliegue tras
100-300 tirones de elevación doble, presentan una
buena resistencia a la formación de bolitas en un tejido.
Las fibras que se producen según la invención,
se rompen tras el tratamiento hidrolítico en el medio en una prueba
de restregado en pliegue tras 300 tirones de elevación doble e
inferiores.
Las referencias para estudiar la resistencia al
restregado en pliegue como medida para el comportamiento de
formación de bolitas, se toman entre otros del libro de Fourne
"Synthetische Fasern" Carl Hanser Verlag Munich Viena 1995,
página 781.
La resistencia al restregado en pliegue puede
medirse por ejemplo según los siguientes métodos:
Las fibras individuales se pliegan con una
frecuencia de 126 elevaciones dobles/min. en un ángulo de 110º a
través de un filamento de acero. Mediante una fuerza de tracción
previa determinada de 0,45 cN/dtex actúa un restregado definido
sobre las fibras. El diámetro del filamento de acero usado se ajusta
a la finura de la fibra y aumenta con las fibras más gruesas. Se
determinó el número de las elevaciones dobles hasta la rotura en 50
fibras. El valor medio de estas 50 pruebas permite sacar
conclusiones sobre la capacidad de solicitación en ángulo recto con
respecto al eje de la fibra y da por consiguiente una referencia
sobre la tendencia a la formación de bolitas de las fibras
sometidas a
prueba.
prueba.
La invención se aclara en más detalle mediante
los siguientes ejemplos:
En una cascada de reactor discontinuo de 150 Kg
se rellena el macerador con 86,5 Kg de PTA, 34,9 l de etilenglicol
y 10 ml de colina (disolución al 10% en metanol) y se agita durante
media hora a 60ºC. Posteriormente se introduce la materia macerada
en el dispositivo de esterificación y se esterifica a 2,8 bar de
sobrepresión. A este respecto puede aumentarse la temperatura
interna del prepolímero hasta 265ºC, se evacua el agua de reacción
que se produce a través de una columna. Con el descenso de la
temperatura de la cabeza de columna se disminuye la presión del
reactor hasta presión normal, transformándose el agua de reacción
restante y el glicol en exceso. A este respecto se aumenta la
temperatura interna hasta 280ºC.
Posteriormente se añaden al prepolímero 43 g de
Hordaphos PHM y se agita durante 5 minutos. Posteriormente se
añaden 1600 g de una disolución de glicolato de antimonio al 1,25%
en glicol y se deja agitar durante un minuto. Antes de la
sobrepresión de la masa fundida se añaden 180 g de una suspensión de
TiO_{2} al 10% en EG y se deja agitar durante un minuto.
Durante la sobrepresión del prepolímero se
filtra la masa fundida de baja viscosidad y se disminuye
escalonadamente hasta 1 mbar la presión en el policondensador. Con
un peso molecular M_{w} = 17100 g/mol, se añaden a la masa
fundida 830 g de tetrakistetrahidrofurfuriloxisilano a través de una
esclusa. Durante la adición (duración aproximadamente de 1 minuto)
se aumenta la presión en el reactor con ayuda de N_{2} hasta
aproximadamente 100 mbar y posteriormente se disminuye de nuevo
hasta aproximadamente 1 mbar. Con un peso molecular de
aproximadamente M_{w} = 36500 g/mol se airea el reactor con
N_{2} y se extrae el polímero por medio de placas de inyector
calientes en barras gruesas a través de baños de frío y se
granula.
El producto granulado así obtenido se añade a un
secador basculante y se seca durante 10 horas. A este respecto se
aumenta la temperatura del producto granulado en primer lugar en 4
horas de manera continua de desde 50ºC hasta 90ºC y después en 6
horas hasta 190ºC. Se hila el PET modificado a una temperatura de
masa fundida de 293ºC en un dispositivo de hilatura por fusión
habitual según la técnica con una tobera de hilatura, que está
perforada con 540 orificios con diámetro de 0,4 mm. A este respecto
asciende la producción de masa fundida de la tobera a 526 g/min. Se
proveen los filamentos que salen de la tobera en ángulo recto con
aire caliente a 40ºC y con una preparación de hilatura en el
extremo inferior de la columna refrigerante. Se enrolla el hilo con
una velocidad de 1300
m/min.
m/min.
Se doblan los hilos así obtenidos para dar un
cable de hilatura de 58,3 ktex, se introduce de manera continua en
una disolución de baño de preparación acuosa calentada a 55ºC.
Posteriormente se estira el cable con un factor
de estiraje de 4,3 a 76°C, se crespona en una máquina crespadora y
se fija libre de tensión en un horno a 120ºC durante aproximadamente
11 minutos. Se corta el cable en fibras con una longitud de corte
media de 38 mm.
Se obtienen fibras cortadas con las siguientes
propiedades:
| Título de la fibra individual | 1,9 dtex |
| Resistencia a la rotura por tracción | 32,6 cN/tex |
| Fuerza de extensión máxima | 34,3% |
| Encogimiento (aire caliente a 200ºC) | 9,9% |
| Revoluciones de restregado en pliegue | 820 elevaciones dobles |
tras una coloración en copos de 30
minutos a 130ºC: revoluciones de restregado en pliegue: 240
elevaciones dobles. Se determina el peso molecular tras la
coloración con M_{w} = 22700
g/mol.
En una cascada de reactor discontinuo de 150 Kg
se rellena el macerador con 86,5 Kg de PTA, 34,9 l de etilenglicol
y se agita durante media hora a 60ºC. Posteriormente se introduce la
materia macerada en un dispositivo de esterificación, se añaden 197
g de una disolución de titaniloxalato de potasio al 3% y se
esterifica a 2,8 bar de sobrepresión. Se procede de igual manera a
lo indicado en el ejemplo 1. Con un peso molecular de M_{w} =
8700 g/mol se añaden a la masa fundida 870 g de
tetrakistetrahidrofurfuriloxisilano a través de esclusa. Con un
peso molecular de aproximadamente M_{w} = 34700 g/mol se airea el
reactor con N_{2} y se granula el polímero.
Se trata el producto granulado así obtenido tal
como se describe en el ejemplo A, se obtienen fibras cortadas con
las siguientes propiedades:
| Título de la fibra individual | 2,0 dtex |
| Resistencia a la rotura por tracción | 31,3 cN/tex |
| Fuerza de extensión máxima | 27,6% |
| Encogimiento (aire caliente a 200ºC) | 4,8% |
| Revoluciones de restregado en pliegue | 820 elevaciones dobles |
tras la coloración en copos de 60
minutos a 130ºC: revoluciones de restregado en pliegue: 280
elevaciones
dobles.
Se determinó el peso molecular tras la
coloración con M_{w} = 25000 g/mol.
Claims (13)
1. Procedimiento para la producción de fibras de
poliéster resistentes a la formación de bolitas basadas en
poli(tereftalato de etileno) mediante transesterificación de
al menos un éster dialquílico del ácido dicarboxílico o
esterificación de al menos un ácido carboxílico con al menos un diol
y precondensación y policondensación posterior en presencia de
catalizadores habituales con la utilización conjunta de compuestos
organosilícicos, caracterizado porque se añaden a la mezcla
de reacción 100-2000 ppm de un compuesto
organosilícico, calculado como silicio, con respecto al
policondensado acabado, que presenta en el silicio al menos un
sustituyente de fórmula
y se trata el policondensado
obtenido para dar fibras y éstas se tratan en cualquier momento tras
la hilatura con un medio que contiene agua para el fin de la
hidrólisis.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se usa como compuesto organosilícico
tetrakistetrahidrofurfuriloxisilano.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se usa como compuesto organosilícico
tristetrahidrofurfuriloximetilsilano.
4. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el
procedimiento se realiza de manera continua.
5. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el
procedimiento se realiza de manera discontinua.
6. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque se
usan 100-2000 ppm del compuesto organosilícico,
calculado como silicio, con respecto a la mezcla de reacción en
peso.
7. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-6, caracterizado porque se
añade el compuesto organosilícico en el caso de la
transesterificación de ésteres dialquílicos del ácido dicarboxílicos
con al menos un diol tras la transesterificación.
8. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-7, caracterizado porque se
usa como éster alquílico del ácido dicarboxílico, tereftalato de
dimetilo.
9. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-8, caracterizado porque se
añade el compuesto organosilícico en un momento, en el que el
policondensado presenta un peso molecular M_{w} de
3000-20000 g/mol.
10. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-9, caracterizado porque se
agrega el compuesto organosilícico en un momento, en el que la
presión en el reactor asciende a 0,5 mbar - 1,5 mbar.
11. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-10, caracterizado porque
se añade el compuesto organosilícico a la masa fundida de
policondensación en un momento, en el que el contenido en grupos
carboxilo del policondensado es menor que 35 mmol/kg.
12. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1-10, caracterizado porque
se efectúa el tratamiento con un medio que contiene agua a
temperaturas de 80-150ºC.
13. Fibras de poliéster resistentes a la
formación de bolitas basadas en poli(tereftalato de etileno)
que pueden obtenerse según un procedimiento según al menos una de
las reivindicaciones 1-12.
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