ES2302823T3 - Poliester de poli(tereftalato de trimetileno). - Google Patents
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Abstract
Una composición de poliéster con base de poli(tereftalato de trimetileno) constituida esencialmente por unidades repetidas de tereftalato de trimetileno, que comprende, al menos, un tipo de compuesto seleccionado entre el grupo constituido por compuestos de manganeso, en una cantidad de 10 a 150 ppm, expresada en términos del elemento, en una relación molar de la cantidad del elemento de manganeso contenido respecto de la cantidad del elemento de fósforo contenido en el intervalo de la siguiente fórmula (I): 0 = P/M = 1(I) en la que, P es la cantidad molar del elemento de fósforo en la composición de poliéster; M es la cantidad molar del elemento de manganeso en la composición de poliéster.
Description
Poliéster de poli(tereftalato de
trimetileno).
La presente invención se refiere a un poliéster.
Más particularmente, la presente invención se refiere a un poliéster
con base de poli(tereftalato de trimetileno) que provoca un
amarilleo ligero después de irradiación con luz y que tiene una
resistencia a la luz mejorada.
Como es bien conocido, los poliésteres se han
usado extensamente como fibras, resinas, películas y similar, debido
a sus excelentes realizaciones. Especialmente, las fibras de
poliéster que comprenden poli(tereftalato de etileno) y que
tienen estabilidad dimensional y una resistencia al calor, a la luz
y química y similares, excelentes, se han utilizado en distintos
campos independientemente de que sean usos para prendas de vestir o
que no lo sean.
En esta situación, recientemente se ha prestado
atención a las fibras de poliéster que se basan en
poli(tereftalato de trimetileno) y a materiales tejidos o de
punto que comprenden fibras de poliéster tales que presenten
facilidad para su manejo y para su tinción, que son difíciles de
obtener a partir de los poli(tereftalatos de trimetileno)
convencionales [por ejemplo, JP-A (en esta memoria,
JP-A significa "Publicación de patente japonesa no
examinada") 11-200175]. Las fibras de poliéster
con base de poli(tereftalato de trimetileno), sin embargo,
tienen los problemas de que su grado de amarilleo por irradiación de
luz es superior que el del poli(tereftalato de etileno) y de
que su resistencia a la luz es inferior a la del
poli(tereftalato de etileno).
Como un procedimiento para mejorar la blancura
del poli(tereftalato de trimetileno) se propone, por ejemplo
en el documento WO99/11709, la adición de un compuesto de fósforo
durante la polimerización. Sin embargo, por este procedimiento no se
puede esperar una mejora en la resistencia a la luz aunque se mejora
la estabilidad a la
fusión.
fusión.
Por otra parte, el documento
JP-A-3-234812, por
ejemplo, describe un procedimiento por adición de un compuesto de
manganeso, un compuesto de antimonio y un compuesto de germanio al
poli(tereftalato de etileno) como un procedimiento para
mejorar la resistencia a la luz de las fibras de poliéster. El
procedimiento se refiere a la inhibición del deterioro de la
resistencia de las fibras de poli(tereftalato de etileno) y
es una técnica diferente de la de prevención del amarilleo,
especialmente de la prevención del amarilleo de las fibras de
poli(tereftalato de trimetileno).
La Patente de Estados Unidos 5872204 describe el
uso de un compuesto de manganeso como un catalizador que se puede
usar junto con un compuesto de antimonio como catalizador, como una
técnica para la adición de un compuesto de manganeso al
poli(tereftalato de trimetileno). Sin embargo, no existe una
descripción de una mejora en la resistencia a la luz mediante el
procedimiento, que tiene los problemas de que se producen fácilmente
materiales extraños en las hileras durante la formación de la fibra
debido al uso de un compuesto de antimonio.
Un objetivo de la presente invención es eliminar
los problemas que posee la técnica anterior y proporcionar una
composición de poliéster con base de poli(tereftalato de
trimetileno) que provoque un amarilleo ligero después de irradiación
por luz y que tenga una resistencia a la luz mejorada.
La forma para llevar a cabo la presente
invención se detallará en esta memoria en lo que sigue.
La composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) es una composición de
poliéster constituida esencialmente por unidades repetidas de
tereftalato de trimetileno.
La expresión "que consiste esencialmente de
unidades repetidas de tereftalato de trimetileno" se refiere a
que "las unidades repetidas de tereftalato de trimetileno" dan
cuenta del 85% en base molar o más, preferentemente del 90% en base
molar o más, de las unidades repetidas totales que constituyen el
poliéster.
Es necesario que la composición de poliéster de
la presente invención contenga, al menos, un tipo de compuesto
seleccionado entre el grupo constituido por compuestos de manganeso,
en una cantidad de 10 a 150 ppm, expresada en términos del elemento
metálico. Cuando el contenido del elemento es inferior a 10 ppm, la
resistencia a la luz de las fibras de poliéster finales obtenidas es
insuficiente. Por otra parte, cuando el contenido excede 150 ppm, no
es deseable que aumente el amarilleo del polímero de poliéster por
sí mismo y que aumenten el amarilleo y la disminución del peso
molecular durante la refusión. El contenido del elemento está,
preferentemente, en el intervalo de 150 a 120 ppm, especialmente
preferente, en el intervalo de 20 a 100 ppm.
\newpage
Los acetatos, benzoatos, clorhidratos, formatos,
oxalatos, nitratos, carbonatos y similares, se pueden usar como los
compuestos de manganeso empleados en la presente invención. Se
prefieren los acetatos y los benzoatos desde el punto de vista de la
solubilidad del polímero de poliéster. Además, los compuestos
podrían ser hidratos o anhídridos.
Además, en la composición de poliéster de la
presente invención, es necesario que la relación molar de la
cantidad total de elementos del elemento de manganeso contenido
respecto a la cantidad del elemento de fósforo contenido satisfaga
la relación de la siguiente fórmula (I):
(I)0 \leq P/M
\leq
1
en la que, P es la cantidad molar
del elemento de fósforo en el poliéster; la composición M es la
cantidad molar total del elemento de manganeso en la composición de
poliéster.
En la fórmula (I), cuando P/M excede de 1, la
resistencia a la luz de las fibras finales obtenidas se hace
insuficiente. La relación P/M está, preferentemente, en el intervalo
de 0 a 0,8, especialmente preferente, en el intervalo de 0 a
0,6.
Es preferible que la composición de poliéster de
la presente invención satisfaga simultáneamente los distintos
requerimientos siguientes (a) a (d):
- (a)
- la viscosidad intrínseca está en el intervalo de 0,5 al 1,6,
- (b)
- el contenido de dipropilenglicol está en el intervalo del 0,1 al 2,0% en peso,
- (c)
- el contenido de un dímero cíclico está en el intervalo del 0,01 al 5% en peso y
- (d)
- el valor cromático b después de la cristalización está en el intervalo de -5 a 10.
Para la explicación de los distintos
requerimientos, la resistencia mecánica de las fibras finales
obtenidas es suficientemente alta y la manejabilidad se mejora más
cuando la viscosidad intrínseca está en el intervalo anterior. La
viscosidad intrínseca está, más preferentemente, en el intervalo de
0,55 a 1,5, especialmente preferente, en el intervalo de 0,6 a
1,4.
Cuando el contenido de dipropilenglicol está en
el intervalo anterior, la resistencia al calor de la composición de
poliéster y la resistencia mecánica de las fibras finales obtenidas
se hacen suficientemente altas. El contenido de dipropilenglicol
está, más preferentemente, en el intervalo del 0,15 al 1,8% en peso,
especialmente preferente, en el intervalo del 0,2 al 1,5% en
peso.
Cuando el contenido del dímero cíclico está en
el intervalo anterior, las propiedades de fabricación del hilo de la
composición de poliéster son buenas, El contenido del dímero cíclico
está, más preferentemente, en el intervalo del 0,02 al 1,8% en peso,
especialmente preferente, en el intervalo del 0,03 al 1,5% en
peso.
Además, cuando el valor cromático b después de
la cristalización está en el intervalo anterior, se mejora la
apariencia de los productos finales obtenidos. El valor cromático b
está, más preferentemente, en el intervalo de -4 a 9, especialmente
preferente, en el intervalo de -3 a 8.
La composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) de la presente invención se
podría copolimerizar con un componente distinto del componente de
ácido tereftálico y del componente de trimetilenglicol, en una
cantidad dentro el intervalo, sin deteriorar las características de
la composición de poliéster con base de tereftalato de trimetileno,
preferentemente en el intervalo del 10% en base molar o menos,
respecto del componente ácido dicarboxílico total.
Los ejemplos de componentes para la
copolimerización incluyen ácidos dicarboxílicos aromáticos tales
como ácido isoftálico, ácido ortoftálico, ácido
naftalenodicarboxílico, ácido difenildicarboxílico, ácido
difenileterdicarboxílico, ácido difenilsulfonadicarboxílico, ácido
benzofenonadicarboxílico, ácido fenilindanodicarboxílico; sales
metálicas del ácido 5-sulfoxiisoftálico o sales de
fosfonio del ácido 5-sulfoxiisoftálico; glicoles
alifáticos tales como etilenglicol, tetrametilenglicol,
pentametilenglicol, hexametilenglicol, octametilenglicol,
decametilenglicol, neopentilenglicol, dietilenglicol,
trietilenglicol, polietilenglicol, politetrametilenglicol o
ciclohexanodiol; glicoles alicíclicos tales como
1,4-ciclohexanodimetanol o
1,4-ciclohexanodiol; glicoles aromáticos tales como
o-xililenglicol, m-xililenglicol,
p-xililenglicol,
1,4-bis(2-hidroxietoxi)benceno,
1,4-bis(2-hidroxietoxietoxi)benceno,
4,4'-bis(2-hidroxietoxi)bifenilo,
4,4'-bis(2-hidroxietoxietoxi)bifenilo,
2,2-bis[4-(2-hidroxietoxi)fenil]propano,
2,2-bis[4-(2-hidroxietoxietoxi)fenil]propano,
1,3-bis(2-hidroxietoxi)benceno,
1,3-bis-(2-hidroxietoxietoxi)benceno,
1,2-bis(2-hidroxietoxi)benceno,
1,2-bis(2-hiroxietoxietoxi)benceno,
4,4'-bis(2-hidroxietoxi)difenil
sulfona o
4,4'-bis(2-hiroxietoxietoxi)difenil
sulfona; difenoles tales como la hidroquinona,
2,2-bis(4-hidroxifenil)propano,
resorcinol, catecol, dihidroxinaftaleno, dihidroxibifenilo o
dihidroxidifenil sulfona. Se podría usar un tipo de componente de
copolimerización solo, o se podrían usar dos o más tipos en
combinación.
\newpage
La composición de poliéster con base de
poli(tereftalto de trimetileno) se puede producir mediante un
procedimiento convencional conocido. Específicamente, se puede
adoptar un procedimiento de transesterificación para someter a un
componente de éster de alquilo inferior del ácido tereftálico y a un
componente de trimetilenglicol a una transesterificación en
presencia de un catalizador de la transesterificación, dando lugar a
un éster bisglicol y/o su precodensado y, posteriormente, llevando a
cabo una reacción de polimerización en presencia de un catalizador
de la reacción de polimerización; o un procedimiento de
polimerización directo o similar, para esterificar directamente el
ácido tereftálico con el trimetilenglicol, dando lugar a un
oligómero de bajo grado de polimerización y, posteriormente,
llevando a cabo la reacción de polimerización en presencia de un
catalizador de la reacción de polimerización.
La polimerización en fase sólida con el
propósito de incrementar el peso molecular, reduciendo el contenido
de grupos carboxilo terminales y similar, se puede llevar a cabo,
preferentemente, mediante un procedimiento convencional
conocido.
En la presente invención, los ejemplos de los
compuestos usados como catalizadores de la transesterificación
incluyen: compuestos de manganeso, compuestos de cobalto, compuestos
de calcio, compuestos de titanio, compuestos de sodio, compuestos de
potasio, compuestos de zinc, compuestos de magnesio, y similares.
Los compuestos se podrían usar solos o se podrían combinar dos o más
clases. Los compuestos de titanio usados como catalizadores de una
policondensación se pueden añadir previamente, antes de la
transesterificación, y se pueden usar como catalizadores de la
transesterificación y como catalizadores de la reacción de
policondensación.
Los ejemplos de compuestos de titanio, de uso
preferente, empleados como catalizadores de la reacción de
polimerización incluyen un tetraalcóxido de titanio solo, un
producto de reacción de, al menos, un tipo de compuesto seleccionado
entre el grupo constituido por ácido ftálico, ácido trimelítico,
ácido hemimelítico y ácido piromelítico o sus anhídridos, con el
tetraalcóxido de titanio, un producto de reacción del tetraalcóxido
de titanio con un compuesto de ácido fosfónico, un producto de
reacción del tetraalcóxido de titanio con un compuesto de ácido
fosfínico, un producto de reacción del tetraalcóxido de titanio con
un compuesto fosfato y un compuesto preparado llevando a cabo,
adicionalmente, la reacción del producto de reacción entre, al
menos, un tipo de compuesto seleccionado entre el grupo constituido
por ácido ftálico, ácido trimelítico, ácido hemimelítico y ácido
piromelítico o sus anhídridos y el tetraalcóxido de titanio, con un
compuesto de ácido fosfónico, un compuesto de ácido fosfínico o un
compuesto de fosfato. El tetraalcóxido de titanio usado con especial
preferencia es el tetrabutóxido de titanio.
La relación molar del tetraalcóxido de titanio
respecto del ácido ftálico, ácido trimélítico, ácido hemimelítico y
ácido piromelítico o sus anhídridos y del compuesto de ácido
fosfónico, del compuesto de ácido fosfínico y del un compuesto
fosfato, es, especialmente preferente, aproximadamente de 1,5 a 2,5
respecto del tetraalcóxido de titanio.
Los ejemplos del compuesto del ácido fosfónico
que se pueden hacer reaccionar con el tetraalcóxido de titanio
incluyen: ácido fenilfosfónico, ácido metilfosfónico, ácido
etilfosfónico, ácidopropilfosfónico, ácido isopropilfosfónico, ácido
butilfosfónico, ácido tolilfosfónico, ácido xililfosfónico, ácido
bifenilfosfónico, ácido naftilfosfónico, ácido antrilfosfónico,
ácido 2-carboxifenilfosfónico, ácido
3-carboxifenilfosfónico, ácido
4-carboxifenilfosfónico, ácido
2,3-dicarboxifenilfosfónico, ácido
2,4-dicarboxifenilfosfónico, ácido
2,5-dicarboxifenilfosfónico, ácido
2,6-decarboxifenilfosfónico, ácido
3,4-dicarboxifenilfosfónico, ácido
3,5-dicarboxifenilfosfónico, ácido
2,3,4-tricarboxifenilfosfónico, ácido
2,3,5-tricarboxifenilfosfónico, ácido
2,3,6-tricarboxifenilfosfónico, ácido
2,4,5-tricarboxifenilfosfónico, ácido
2,4,6-tricarboxifenilfosfónico y similares.
Los ejemplos de compuestos del ácido fosfínico
incluyen: ácido fenilfosfínico, ácido metilfosfínico, ácido
etilfosfínico, ácido propilfosfínico, ácido isopropilfosfínico,
ácido butilfosfínico, ácido tolilfosfínico, ácido xililfosfínico,
ácido bifenilfosfínico, ácido difenilfosfínico, ácido
dimetilfosfínico, ácido dietilfosfínico, ácido dipropilfosfínico,
ácido diisopropilfosfínico, ácido dibutilfosfínico, ácido
ditolilfosfínico, ácido dixililfosfínico, ácido
dibifenililfosfínico, ácido naftilfosfínico, ácido antrilfosfínico,
ácido 2-carboxifenilfosfínico, ácido
3-carboxifenilfosfínico, ácido
4-carboxifenilfosfínico, ácido
2,3-dicarboxifenilfosfínico, ácido
2,4-dicarboxifenilfosfínico, ácido
2,5-dicarboxifenilfosfínico, ácido
2,6-dicarboxifenilfosfínico, ácido
3,4-dicarboxifenilfosfínico, ácido
3,5-dicarboxifenilfosfínico, ácido
2,3,4-tricarboxifenilfosfínico, ácido
2,3,5-tricarboxifenilfosfínico, ácido
2,3,6-tricarboxifenilfosfínico, ácido
2,4,5-tricarboxifenilfosfínico, ácido
2,4,6-tricarboxifenilfosfínico, ácido
bis(2-carboxifenil)fosfínico, ácido
bis(3-carboxifenil)fosfínico, ácido
bis(4-carboxifenil)fosfínico, ácido
bis(2,3-dicarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,4-dicarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,5-dicarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,6-dicarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(3,4-dicarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(3,5-dicarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,3,4-tricarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,3,5-tricarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,3,6-tricarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,4,5-tricarboxifenil)fosfínico,
ácido
bis(2,4,6-tricarboxifenil)fosfínico, y
similares.
Además, los ejemplos del compuesto fosfato
incluyen fosfatos de monoalquilo y fosfatos de monoarilo, tales como
fosfato de monometilo, fosfato de monoetilo, fosfato de
monotrimetilo, fosfato de
mono-n-butilo, fosfato de
monohexilo, fosfato de monoheptilo, fosfato de monooctilo, fosfato
de monononilo, fosfato de monodecilo, fosfato de monododecilo,
fosfato de monolaurilo, fosfato de monooleilo, fosfato de
monotetradecilo, fosfato de monofenilo, fosfato de monobencilo,
fosfato de mono(4-dodecil)fenilo,
fosfato de mono(4-metilfenilo), fosfato de
mono(4-etilfenilo), fosfato de
mono(4-propilfenilo), fosfato de
mono(4-dodecilfenilo), fosfato de monotolilo,
fosfato de monoxililo, fosfato de monobifenilo, fosfato de
mononaftilo, fosfato de monoantrilo, y similares.
\newpage
La composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) de la presente invención, si
es necesario, podría contener una pequeña cantidad de un aditivo,
por ejemplo, un lubricante, un pigmento, un colorante, un
antioxidante, una acelerador de la polimerización en fase sólida, un
abrillantador fluorescente, un agente antiestático, un agente
microbicida, un absorbente de luz ultravioleta, un estabilizador de
luz, un estabilizador térmico, una pantalla de luz, un agente de
deslustrado y similares.
Las composiciones de poliéster de la presente
invención contienen, al menos, un tipo de compuesto seleccionado
entre el grupo constituido por compuestos de manganeso, en una alta
concentración que excede de 150 ppm a 10000 ppm, expresada en
términos del elemento metálico, para proporcionar una composición de
poliéster que contiene el compuesto de metal en una concentración
alta. Del 0,5 al 50% en peso de la composición de poliéster que
contiene el compuesto de metal a una concentración alta se amasa en
estado fundido con una composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno). Por lo tanto, podría
contener, al menos, un tipo de compuesto seleccionado entre el grupo
constituido por los compuestos de manganeso para proporcionar, al
menos, un compuesto en una cantidad de 10 a 150 ppm, expresada en
términos del elemento de metal, en la composición de poliéster con
base de poli(tereftalato de trimetileno).
En este caso, cuando la cantidad de la
composición de poliéster, que contiene el compuesto de metal a alta
concentración, es del 0,5% en peso o menos, es difícil dispersar
uniformemente el compuesto de metal en la composición de poliéster.
Cuando la cantidad excede el 50% en peso, la eficiencia de
producción de la composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) es inferior debido a que la
cantidad usada de la composición de poliéster, que contiene el
compuesto de metal a alta concentración, es demasiado grande. Cuando
se usa la composición de poliéster que contiene el compuesto de
metal a alta concentración, la cantidad de la misma usada está
preferentemente en el intervalo del 0,7 al 40% en peso, más
preferentemente en el intervalo del 1 al 30% en peso.
Cuando se usa la composición de poliéster que
contiene el compuesto de metal a alta concentración, si el contenido
del elemento de metal es de 150 ppm o menos surge la necesidad de
usar una gran cantidad de la composición de poliéster que contiene
el compuesto de metal a alta concentración, con el fin de mantener
la resistencia a la luz de las fibras finales obtenidas a un nivel
suficiente. Por otro lado, cuando el contenido del elemento de metal
excede de 10000 ppm, es difícil controlar la calidad de las fibras
finales obtenidas debido a que el amarilleo de la composición de
poliéster, que contiene el compuesto de metal a alta concentración,
aumenta por sí mismo y, además, si el contenido excede de 1000 ppm,
hay una disminución pronunciada del peso molecular por
descomposición térmica. Por tanto, el contenido del elemento
metálico está, más preferentemente, en el intervalo de 300 a 8000
ppm, especialmente preferente, en el intervalo de 500 a 5000
ppm.
Los procedimientos para amasado en fase fundida
de la composición de poliéster que contiene el compuesto de metal a
alta concentración con la composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) no están limitados
especialmente; sin embargo, los ejemplos de los procedimientos
incluyen: un procedimiento por adición de un sólido o un poliéster,
que contiene el compuesto de metal a alta concentración, fundido al
poliéster con base de poli(tereftalato de trimetileno)
fundido con, por ejemplo, una extrusora con husillo doble utilizando
un alimentador lateral, o similar; un procedimiento por mezclado de
virutas de la composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) con la composición de
poliéster, que contiene el compuesto de metal a alta concentración,
y posterior amasado en fase fundida de las virutas mezcladas; un
procedimiento por adición de virutas de la composición de poliéster,
que contiene el compuesto de metal a alta concentración, en un
recipiente de reacción de polimerización, en una etapa de la
reacción de polimerización de la composición de poliéster con base
de poli(tereftalato de trimetileno), polimerizada por un
procedimiento en lotes, y similar.
Las fibras que comprenden la composición de
poliéster con base de poli(tereftalato de trimetileno) de la
presente invención se podrían producir mediante hilado por fusión de
la composición de poliéster con base de poli(tereftalato de
trimetileno) a una temperatura en el intervalo de 238 a 275ºC, no
ocurriendo rotura del hilo durante el procedimiento de hilado cuando
la temperatura del hilado por fusión está dentro del intervalo. La
temperatura del hilado por fusión está preferentemente en el
intervalo de 239 a 270ºC, especialmente preferente, en el intervalo
de 240 a 265ºC. La velocidad de hilado, cuando se lleva a cabo
hilado por fusión, se podría establecer en el intervalo de 400 a
5000 m/min. Cuando la velocidad de hilado está dentro del intervalo,
la resistencia de las fibras obtenidas es suficiente y las fibras
se pueden enrollar de forma estable. La velocidad de hilado está,
más preferentemente, en el intervalo de 500 a 4700 m/min,
especialmente preferente, de 600 a 4500 m/min.
La forma de las hileras usada durante el hilado
no está especialmente limitada y se puede adoptar cualquiera entre
una circular, una sección transversal modificada, una sólida, una de
formas huecas y similares.
En la presente invención se puede obtener un
hilo estirado de la composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno), por devanado de las fibras
de la composición de poliéster de poli(tereftalato de
trimetileno), o sin devanar las fibras de la composición de
poliéster en una vez, y sometiendo las fibras al tratamiento de
estirado de forma continúa.
Las fibras de la composición de poliéster y el
hilo estirado de la composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) de la presente invención
tienen una viscosidad intrínseca, preferentemente, en el intervalo
de 0,5 a 1,5. Cuando la viscosidad intrínseca está dentro del el
intervalo, la resistencia mecánica de fibras finales obtenidas es
suficientemente alta y se mejora el manejo. La viscosidad intrínseca
está, más preferentemente, en el intervalo de 0,52 a 1,4,
especialmente preferente, en el intervalo de 0,55 a 1,3.
Mediante el uso de las fibras de la composición
de poliéster y/o un hilo estirado de la composición de poliéster de
la presente invención, se puede obtener un tejido cuyo valor
cromático b aumenta en 2 o menos, después de irradiación, a un
humedad del 50% HR y 60ºC, durante 80 horas con una cámara climática
de insolación.
La presente invención se explicará más
específicamente en esta memoria a partir de ahora con ejemplos. La
presente invención, sin embargo, no está limitada por los ejemplos
en absoluto. Los valores respectivos en los ejemplos se midieron
según los siguientes procedimientos.
La viscosidad intrínseca se obtuvo llevando a
cabo medidas a 35ºC, según un procedimiento convencional que usa
o-clorofenol como disolvente.
Un polímero de muestra se fundió térmicamente
para preparar un disco circular, y su contenido se obtuvo según un
procedimiento convencional que usa un aparato de fluorescencia por
rayos X fabricado por Rigaku Corporation.
Un gramo de muestra del polímero se disolvió en
10 ml de o-clorofenol, se mezcló con 20 ml de 0,5 N
HCl y se dejó en reposo durante toda la noche. Su contenido se
obtuvo mediante la realización de medidas de la disolución de HCl
del sobrenadante, según un procedimiento convencional que utiliza un
Espectrofotómetro de absorción atómica Z-6100
Polarized Zeeman fabricado por Hitachi, Ltd.
Un polímero de muestra, junto con una cantidad
en exceso de metanol, se introdujeron en un tubo, que se selló, y se
sometieron a metanolisis bajo condiciones de 260ºC durante 4 horas
en un autoclave, determinándose la cantidad de dipropilenglicol en
el producto de descomposición según un procedimiento convencional
que usa una cromatografía de gases (HP6890 Series GC System
fabricado por Hewlett-Packard Company). Se determinó
el porcentaje en peso de dipropilenglicol respecto del peso del
polímero medido.
Se disolvió 1 mg de un polímero de muestra en 1
ml de hexafluoroisopropanol. Una disolución de muestra preparada por
dilución de la disolución resultante con cloroformo hasta alcanzar
un volumen de 10 ml, se inyectó usando un aparato en el que dos
columnas GPC de gel TSK G2000H8, fabricadas por Waters Corporation,
se conectaron en un aparato de cromatografía líquida modelo 486
fabricado por Waters Corporation. El cloroformo se usó como
disolvente de revelado y el contenido del dímero cíclico del
polímero se obtuvo mediante una curva de calibración de un dímero
cíclico patrón preparada previamente.
El color de las virutas se obtuvo después de
secarlas a 130ºC durante 2 horas, y el color de las fibras se obtuvo
después de tejer las fibras en un tejido de punto, según un
procedimiento convencional que utiliza un colorímetro diferencial
(modelo: CR-200) fabricado por Minolta Co., Ltd.
Las medidas se llevaron a cabo según el
procedimiento descrito en el documento JIS L1070.
Una muestra preparada por fibras tejidas en un
tejido de punto se irradiaron bajo condiciones de 60ºC, durante 80
horas y una humedad del 50% HR, sin simulación de caída de lluvia,
utilizando una cámara climática de insolación (fabricada por Suga
Test Instruments Co., Ltd). Se midieron los valores b de color de la
muestra antes y después de la irradiación para calcular un
incremento en el valor cromático b.
\newpage
Ejemplo de referencia
1
Se añadió tetrabutóxido de titanio, en una
cantidad de 0,5 moles respecto a 1 mol de anhídrido trimelítico, a
una disolución de trimetilenglicol (0,2%) en anhídrido timelítico y
la mezcla resultante se mantuvo a 80ºC bajo presión atmosférica en
aire, dejándose reaccionar durante 60 minutos. La mezcla de reacción
resultante se enfrió a temperatura normal y el catalizador producido
se recristalizó con acetona, en una cantidad de 10 veces. La
sustancia depositada se filtró a través de un papel de filtro y se
secó a 100ºC durante 2 horas para proporcionar el catalizador del
objetivo.
Ejemplo de referencia
2
Se añadió tetrabutóxido de titanio, en una
cantidad de 0,5 moles respecto a 1 mol de ácido fenilfosfónico, a
una disolución de trimetilenglicol (0,2%) en ácido fenilfosfónico y
la mezcla resultante se mantuvo a 120ºC bajo presión atmosférica en
aire, dejándose reaccionar durante 60 minutos para obtener el
catalizador del objetivo como una suspensión blanca.
Ejemplo de referencia
3
Se añadió tetrabutóxido de titanio, en una
cantidad de 0,5 moles respecto de 1 mol de ácido fenilfosfínico a
una disolución de trimetilenglicol (0,2%) en ácido fenilfosfínico y
la mezcla resultante se mantuvo a 120ºC bajo presión atmosférica en
aire, dejándose reaccionar durante 60 minutos para proporcionar el
catalizador del objetivo como una suspensión blanca.
Un reactor equipado con un agitador, una columna
de rectificación y un condensador para la destilación de metanol, se
cargó con 100 partes en peso de tereftalato de dimetilo, 70,5 partes
en peso de trimetilenglicol y 0,0316 partes en peso de acetato de
manganeso tetrahidrato, como un catalizador de la
transesterificación, y la reacción de transesterificación se llevó a
cabo a la vez que se calentaba lentamente la mezcla desde 140ºC y se
destilaba el metanol producido como resultado de la reacción fuera
del sistema. La temperatura interna alcanzó 210ºC después de pasadas
3 horas desde el comienzo de la reacción.
Al producto de reacción resultante se le
añadieron 0,0526 partes en peso de tetrabutóxido de titanio, como un
catalizador de la reacción de polimerización. Posteriormente, la
mezcla resultante se transfirió a otro reactor equipado con un
agitador y un condensador para destilar el glicol, y la reacción de
polimerización se llevó a cabo a la vez que la mezcla se calentaba
lentamente desde 210ºC hasta 265ºC y se reducía la presión desde
presión atmosférica a alto vacío de 70 Pa. La reacción de
polimerización terminó cuando la viscosidad intrínseca alcanzó 0,75,
mientras que se iba midiendo la viscosidad de fusión del sistema de
reacción.
El polímero fundido se extrudió, en forma de
cinta, desde el fondo del reactor en el agua de refrigeración y se
cortó en virutas con un cortador de cintas. La Tabla 1 muestra los
resultados.
Las virutas resultantes se fundieron a 250ºC
usando una máquina de extrusión de hilado equipada con una hilera
provista de 36 agujeros de hilado circulares que tienen un diámetro
del agujero de 0,27 mm, y se hilaron con un rendimiento de 34 g/min
y una velocidad de salida de 2400 m/min. La fibra sin estirar
resultante se alimentó en una máquina de tratamiento de estirado
equipada con un rodillo térmico a 60ºC y una placa térmica a 160ºC y
se sometió a un tratamiento de estirado a una relación de
estiramiento de 1,7 veces para proporcionar una fibra estirada de 83
dtex/36 filamentos. La Tabla 2 muestra los resultados.
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 1, excepto porque se usaron en
combinación 0,0316 partes en peso de acetato de manganeso
tetrahidrato y 0,0038 partes en peso de acetato de cobalto
tetrahidrato, como un catalizador de una reacción de
transesterificación como la del Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2 muestran
los resultados.
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 1, excepto porque se sustituyó el
catalizador de la reacción tetrabutóxido de titanio, usándose el
catalizador preparado en el Ejemplo de referencia 1 en una cantidad
del 30% en base milimolar, expresada en términos del átomo de
titanio, en una reacción como la del Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2
muestran los resultados.
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 1, excepto porque se sustituyó el
catalizador de la reacción tetrabutóxido de titanio, usándose el
catalizador preparado en el Ejemplo de referencia 2 en una cantidad
del 30% en base milimolar, expresada en términos del átomo de
titanio, en una reacción como la del Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2
muestran los resultados.
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 1, excepto porque se sustituyó el
catalizador de la reacción tetrabutóxido de titanio, usándose el
catalizador preparado en el Ejemplo de referencia 3 en una cantidad
del 30% en base milimolar, expresada en términos del átomo de
titanio, en una reacción como la del Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2
muestran los resultados.
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 1, excepto porque se añadieron 0,009
partes en peso de fosfato de trimetilo después de completarse una
reacción de transesterificación como la del Ejemplo 1. Las Tablas 1
y 2 muestran los resultados.
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 2, excepto porque se añadieron 0,009
partes en peso de fosfato de trimetilo después de completarse una
reacción de transesterificación como la del Ejemplo 2. Las Tablas 1
y 2 muestran los resultados.
Las virutas obtenidas mediante los
procedimientos del Ejemplo 1 se fundieron a 250ºC usando un máquina
de extrusión de hilado equipada con una hilera provista de 36
agujeros de hilado circulares que tienen un diámetro del agujero de
0,27 mm y se hilaron con un rendimiento de 36 g/min y una velocidad
de salida de 3600 m/min. La fibra sin estirar resultante se alimentó
en una máquina de tratamiento de estirado equipada con un rodillo
térmico a 60ºC y una placa térmica a 160ºC y se sometió a un
tratamiento de estirado a una relación de estiramiento de 1,2 veces
para obtener una fibra estirada de 83 dtex/36 filamentos. Las Tablas
1 y 2 muestran los resultados.
Las virutas obtenidas mediante los
procedimientos del Ejemplo 1 se fundieron con una máquina de
extrusión de hilado equipada con una hilera provista de 36 agujeros
de hilado circulares que tienen un diámetro del agujero de 0,27 mm y
se hilaron con un rendimiento de 34 g/min y una velocidad de salida
de 2400 m/min y, sin haberse devanado en una vez, se alimentaron en
una máquina de tratamiento de estirado equipada con un rodillo
térmico a 60ºC y una placa térmica a 160ºC y se sometieron a un
tratamiento de estirado a una relación de estiramiento de 1,7 veces
para obtener una fibra estirada de 83 dtex/36 filamentos. Las Tablas
1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
1
Un reactor equipado con un agitador, una columna
de rectificación y condensador para la destilación de metanol, se
cargó con 100 partes en peso de tereftalato de dimetilo, 70,5 partes
en peso de trimetilenglicol y 0,0526 partes en peso de tetrabutóxido
de titanio, como un catalizador, y, adicionalmente, con 0,0126
partes en peso de acetato potásico, llevándose a cabo la reacción de
transesterificación a la vez que se calentaba lentamente la mezcla
desde 140ºC y se destilaba el metanol producido como resultado de la
reacción fuera del sistema. La temperatura interna alcanzó 210ºC
después de pasadas 3 horas desde el comienzo de la reacción.
Posteriormente, el producto de reacción
resultante se transfirió a otro reactor equipado con un agitador y
un condensador para destilar el glicol, y la reacción de
polimerización se llevó a cabo a la vez que la mezcla se calentaba
lentamente desde 210ºC hasta 265ºC y se reducía la presión desde
presión atmosférica a alto vacío de 70 Pa. La reacción de
polimerización terminó cuando la viscosidad intrínseca alcanzó 0,75,
mientras que se iba midiendo la viscosidad de fusión del sistema de
reacción.
El polímero fundido se extrudió, en una forma de
cinta, desde el fondo del reactor en el agua de refrigeración y se
cortó en virutas con un cortador de cintas. La Tabla 1 muestra los
resultados.
Las virutas resultantes se fundieron a 250ºC con
una máquina de extrusión de hilado equipada con una hilera provista
de 36 agujeros de hilado circulares que tienen un diámetro del
agujero de 0,27 mm, y se hilaron con un rendimiento de 34 g/min y
una velocidad de salida de 2400 m/min. La fibra sin estirar
resultante se alimentó en una máquina de tratamiento de estirado
equipada con un rodillo térmico a 60ºC y una placa térmica a 160ºC y
se sometió a un tratamiento de estirado a una relación de
estiramiento de 1,7 veces para proporcionar una fibra estirada de 83
dtex/36 filamentos. La Tabla 2 muestra los resultados.
Ejemplo comparativo
2
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque la se
cambió la cantidad de acetato potásico de 0,0126 partes en peso a
0,00758 partes en peso, usándose como en el Ejemplo 1. Las Tablas 1
y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
3
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
sustituyeron las 0,0126 partes en peso de acetato potásico por
0,0175 partes en peso de acetato sódico trihidratado, usándose como
en el Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
4
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
sustituyeron las 0,0126 partes en peso de acetato potásico por
0,0085 partes en peso de acetato de litio, usándose como en el
Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
5
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
sustituyeron las 0,0126 partes en peso de acetato potásico por
0,0186 partes en peso de acetato de rubidio, usándose como en el
Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
6
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
sustituyeron las 0,0126 partes en peso de acetato potásico por
0,0227 partes en peso de acetato de calcio monohidrato, usándose
como en el Ejemplo 10. Las Tablas 1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
7
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
sustituyeron las 0,0126 partes en peso de acetato potásico por
0,0276 partes en peso de acetato de magnesio tetrahidrato, usándose
como en el Ejemplo 10. Las Tablas 1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
8
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
sustituyó el tetrabutóxido de titanio, usándose el catalizador
preparado en el Ejemplo de referencia 1 en una cantidad del 30% en
base milimolar, expresada en términos del átomo de titanio, en una
reacción como la del Ejemplo 10. Las Tablas 1 y 2 muestran los
resultados.
Ejemplo comparativo
9
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
sustituyó el tetrabutóxido de titanio, usándose el catalizador
preparado en el Ejemplo de referencia 2 en una cantidad del 30% en
base milimolar, expresada en términos del átomo de titanio, en una
reacción como la del Ejemplo 10. Las Tablas 1 y 2 muestran los
resultados.
Ejemplo comparativo
10
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
añadieron 0,009 partes en peso de fosfato de trimetilo en el sistema
de reacción, justo después de completarse una reacción de
transesterificación como la del Ejemplo comparativo 1. Las Tablas 1
y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
11
Las virutas obtenidas mediante los
procedimientos del Ejemplo comparativo 1 se fundieron a 250ºC con
una máquina de extrusión de hilado equipada con una hilera provista
de 36 agujeros de hilado circulares que tienen un diámetro del
agujero de 0,27 mm y se hilaron con un rendimiento de 36 g/min y una
velocidad de salida de 3600 m/min, alimentándose la fibra sin
estirar resultante en una máquina de tratamiento de estirado
equipada con un rodillo térmico a 60ºC y una placa térmica a 160ºC y
sometiéndose a un tratamiento de estirado a una relación de
estiramiento de 1,7 veces para proporcionar una fibra estirada de 83
dtex/36 filamentos. Las Tablas 1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
12
Las virutas obtenidas mediante los
procedimientos del Ejemplo comparativo 1 se fundieron a 250ºC con
una máquina de extrusión de hilado equipada con una hilera provista
de 36 agujeros de hilado circulares que tienen un diámetro del
agujero de 0,27 mm y se hiló con un rendimiento de 34 g/min y una
velocidad de salida de 2400 m/min, alimentándose la fibra sin
estirar resultante, sin haberse devanado en una vez, en una máquina
de tratamiento de estirado equipada con un rodillo térmico a 60ºC y
una placa térmica a 160ºC, y sometiéndose a un tratamiento de
estirado a una relación de estiramiento de 1,7 veces para obtener
una fibra estirada de 83 dtex/36 filamentos. Las Tablas 1 y 2
muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
13
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 1, excepto porque se usaron 0,0525
partes en peso de tetrabutóxido de para llevar a cabo una reacción
de transesterificación, sin usar acetato de manganeso tetrahidrato,
y, posteriormente, llevando a cabo la reacción de polimerización,
sin realizar ninguna adición nueva, como en el Ejemplo 1. La Tabla 1
muestra los resultados.
Ejemplo comparativo
14
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 1, excepto porque se cambió la
cantidad de acetato de manganeso tetrahidrato añadida a 0,085 partes
en peso, en una reacción como la del Ejemplo 1. Las Tablas 1 y 2
muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
15
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo 6, excepto porque se cambió la
cantidad de fosfato de trimetilo añadida a 0,027 partes en peso, en
una reacción como la del Ejemplo 6. Las Tablas 1 y 2 muestran los
resultados.
Ejemplo comparativo
16
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
cambió la cantidad de acetato potásico añadida a 0,0405 partes en
peso, en una reacción como la del Ejemplo comparativo 1. Las Tablas
1 y 2 muestran los resultados.
Ejemplo comparativo
17
Los procedimientos se llevaron a cabo de la
misma forma que en el Ejemplo comparativo 1, excepto porque se
cambió la cantidad de fosfato de trimetilo añadida a 0,027 partes en
peso, en una reacción como la del Ejemplo comparativo 1. Las Tablas
1 y 2 muestran los resultados.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Según la presente invención, se puede
proporcionar un poliéster con base de poli(tereftalato de
trimetileno) que puede mejorar la resistencia a la luz del poliéster
con base de poli(tereftalato de trimetileno) y que es
adecuado para producir productos perfilados que respondan a las
extensas demandas, ya que no se limita estrictamente a las
condiciones de perfilado tales como las condiciones de fabricación
de hilados. La presente invención tiene una gran trascendencia
industrial.
Claims (16)
1. Una composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) constituida esencialmente
por unidades repetidas de tereftalato de trimetileno, que comprende,
al menos, un tipo de compuesto seleccionado entre el grupo
constituido por compuestos de manganeso, en una cantidad de 10 a 150
ppm, expresada en términos del elemento, en una relación molar de la
cantidad del elemento de manganeso contenido respecto de la cantidad
del elemento de fósforo contenido en el intervalo de la siguiente
fórmula (I):
(I)0 \leq P/M
\leq
1
en la que, P es la cantidad molar
del elemento de fósforo en la composición de poliéster; M es la
cantidad molar del elemento de manganeso en la composición de
poliéster.
2. La composición de poliéster según la
reivindicación 1, en la que se satisfacen simultáneamente los
distintos requerimientos (a) a (d) siguientes:
- (a)
- la viscosidad intrínseca, obtenida por la realización de medidas a 35ºC, según un procedimiento convencional que usa o-clorofenol como disolvente, está en el intervalo de 0,5 al 1,6,
- (b)
- el contenido de dipropilenglicol está en el intervalo del 0,1 al 2,0% en peso, respecto del peso total del poliéster,
- (c)
- el contenido de un dímero cíclico está en el intervalo del 0,01 al 5% en peso, respecto del peso total del poliéster, y
- (d)
- el valor cromático b después de la cristalización está en el intervalo de -5 a 10, obteniéndose el color de las virutas después de su secado a 130ºC durante 2 horas y obteniéndose el color de las fibras después de tejer las fibras en un tejido de punto, según un procedimiento convencional que usa un colorímetro diferencial (modelo: CR-200) fabricado por Minolta Co., Ltd.
3. La composición de poliéster según la
reivindicación 1, en la que los compuestos de manganeso son
compuestos seleccionados entre el grupo constituido por acetato de
manganeso, benzoato de manganeso y cloruro de manganeso.
4. Un procedimiento para producir una
composición de poliéster con base de poli(tereftalato de
trimetileno) que comprende el uso de un compuesto de titanio como un
catalizador de la polimerización cuando se produce la composición de
poliéster según la reivindicación 1.
5. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es tetraalcóxido
de titanio.
6. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es un producto
de reacción de, al menos, un compuesto seleccionado entre el grupo
constituido por ácido ftálico, ácido trimelítico, ácido hemimelítico
y ácido piromelítico o sus anhídridos, con el tetraalcóxido de
titanio.
7. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es un producto
de reacción de un tetraalcóxido de titanio con un compuesto de ácido
fosfónico.
8. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es un producto
de reacción de un tetraalcóxido de titanio con un compuesto de ácido
fosfínico.
9. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es un producto
de reacción de un tetraalcóxido de titanio con un compuesto
fosfato.
10. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es un producto
de la reacción, con un compuesto de ácido fosfónico, de un producto
de reacción entre, al menos, un compuesto seleccionado entre el
grupo constituido por ácido ftálico, ácido trimelítico, ácido
hemimelítico y ácido piromelítico o sus anhídridos, y un
tetraalcóxido de titanio.
11. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es un producto
de reacción, con un compuesto de ácido fosfínico, de un producto de
reacción de entre, al menos, un compuesto seleccionado entre el
grupo constituido por ácido ftálico, ácido trimelítico, ácido
hemimelítico y ácido piromelítico o sus anhídridos, y un
tetraalcóxido de titanio.
12. El procedimiento de producción según la
reivindicación 4, en el que el compuesto de titanio es un producto
de reacción, con un compuesto de fosfato, de un producto de reacción
entre, al menos, un compuesto seleccionado entre el grupo
constituido por ácido ftálico, ácido trimelítico, ácido hemimelítico
y ácido piromelítico o sus anhídridos, y un tetraalcóxido de
titanio.
13. Las fibras de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) que se obtienen por hilado
por fusión de la composición de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno) según la reivindicación 1, a
una temperatura de fusión de 238 a 275ºC, y a una velocidad de
hilado de 400 a 5000 m/min.
14. Un hilo estirado de poliéster con base de
poli(tereftalato de trimetileno), obtenido después de devanar
las fibras, según la reivindicación 13, en una vez o sin devanar las
fibras en una vez, y sometiendo las fibras a un tratamiento de
estirado de forma continua.
15. Un tejido que está compuesto de una
composición de poliéster que comprende fibras de poliéster con base
de poli(tereftalato de trimetileno), según la reivindicación
13, y que tiene un aumento en el valor cromático b de 2 o menos,
después de irradiación a 60ºC durante 80 horas usando una cámara
climática de insolación.
16. Un tejido que está compuesto de una
composición de poliéster que comprende un hilo estirado de poliéster
con base de poli(tereftalato de trimetileno), según la
reivindicación 14, y que tiene un aumento del valor cromático b de 2
o menos, después de irradiación a 60ºC durante 80 horas usando una
cámara climática de insolación.
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