MX2013011284A - Fibras sinteticas que contiene acidos grasos de plantas y metodo para fabricar la misma. - Google Patents

Abstract

Se describe una fibra sintética que comprende un ácido graso de plantas y un método para fabricar la misma. El método comprende incorporar un ácido graso de planta en una cantidad de 0.1 a 10.0% en peso en un polímero que se forma en fibras; e hilar con fusión el polímero incorporado con ácido graso de plantas. La fibra sintética comprende un ácido graso de plantas en una cantidad de 0.01 a 10.0% en peso y emana una fragancia de planta. Además de ser superior a las fibras sintéticas en general en propiedades físicas, incluyendo resistencia y elongación, la fibra sintética exhibe excelente voluminosidad, elasticidad, blancura, sensación al tacto, higroscopicidad, capacidad de tinción y brillo. Además, la fibra es altamente antiestática y desprende una fragancia de plantas, de manera tal que es útil como un material para ropas de alta calidad.

Description

FIBRAS SINTÉTICAS QUE CONTIENE ÁCIDOS GRASOS DE PLANTAS Y MÉTODO PARA FABRICAR LA MISMA, Campo Técnico La presente invención se refiere a una fibra sintética que contiene ácido graso de plantas y un método para fabricar la misma. Más particularmente, la presente invención se refiere a una fibra sintética que contiene ácido graso de plantas que exhibe excelentes propiedades físicas incluyendo resistencia y elongación y se mejora significativamente en apariencia y capacidad antiestática, y un método para fabricar la misma.

TÉCNICA PREVIA Fibras sintéticas incluyendo las fibras de poliéster se emplean ampliamente como materiales para elaboración de ropas gracias a su excelente resistencia, elongación y durabilidad.

Sin embargo, las fibras sintéticas son desventajosas ya que son rígidas proporcionan una sensación de repulsión ante contacto con la piel y dan lugar a significante electricidad estática.

Mucho esfuerzo se ha dedicado en superar estos problemas. Son ejemplares las descripciones de las patentes coreanas números 10-0726409 y 10-0515808, que describen el revestimiento directo y fijado de fibras sintéticas con extractos de plantas. Sin embargo, las fibras sintéticas revestidas con extractos de plantas no exhiben de manera persistente a actividad antibacteriana debido a que los extractos se escurren de las fibras al lavar.

Un método de micro encapsulación de extractos de plantas en donde los extractos de plantas se atrapan dentro de microcápsulas y las microcápsulas se conectan a la superficie de las fibras, se sugirió como una solución al problema. Este método sin embargo fue problemático ya que las microcápsulas se separan fácilmente de las fibras bajo las condiciones de fricción, lavado, exposición a la luz y semejantes.

El centrifugado con fusión puede contemplarse como un método para fabricar fibras que contienen extractos de plantas. Sin embargo, los puntos de fusión típicos para fibras sintéticas están en el orden de 200 ~ 300°C en los cuales los extractos de plantas o aceites vegetales, si se emplean con anticipación a hilado con fusión, pueden someterse a evaporación, degradación y/o desnaturalización y de esta manera no pueden ser incorporados en las fibras o no exhibirán suficiente funcionalidad, incluso si se incorporan.

En un esfuerzo por resolver este problema, la patente coreana número 10-0910241 ilustra un método de electro hilado con el cual pueden extraerse fibras finas a bajas temperaturas de una solución de (a) cuando menos un componente seleccionado de entre extractos de plantas y aceites esenciales vegetables y (b) al menos un polímero conformable de fibras (c) en un solvente.

En electro hilado, una solución se expulsa de una boquilla por la fuerza eléctrica formada entre un colector y la boquilla y se vuelve una corriente de chorro que después se seca en nano fibras conforme el solvente se evapora cuando alcanza una región incompleta.

El electro hilado se considera como una solución para la mayoría de los problemas asociados con métodos de hilado convencionales. Sin embargo, las fibras electro hiladas exhiben deficientes propiedades mecánicas debido a que no están acompañadas por la mejora en resistencia impartida por la orientación molecular del polímero. Por esta razón, las fibras electro hiladas no se emplean para ropa.

La patente corean número 10-0563560 describe "una fibra sintética de fitoproteina" que está compuesta por proteina vegetal y polivinil alcohol. Con base en la cantidad total de estos dos materiales, la cantidad de la proteina vegetal que se utiliza es 5 a 23 partes y el polivinil alcohol (B, partes) se utiliza en una cantidad de 77 a 95 partes.

Las fitoproteinas se prepararan a partir de frijoles, cacahuates y semillas de algodón al pulverizarlos para separar las proteínas en forma húmeda para separar proteínas, desnatar las proteínas y coagular las proteínas desnatadas.

Las fibras fabricadas utilizando este método son altamente permeables al aire y tienen propiedades similares a aquellas de fibras de cachemira, pero no son adecuadas para utilizar en ropa debido a su deficiente resistencia y durabilidad.

Para reducir la generación de electricidad estática en fibras sintéticas, metal o negro de carbón electro conductor se han empleado en las fibras (solicitud de patente coreana número 10-2006-0138108) .

Sin · embargo, las fibras electro conductoras son demasiado costosas para ser utilizadas de manera conveniente en ropa en general.

DESCRIPCIÓN PROBLEMA TÉCNICO Un objeto de la presente invención es proporcionar una fibra sintética que tiene propiedades físicas generales significativamente mejoradas incluyendo resistencia y elongación.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una fibra sintética antiestática.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar una fibra sintética que tiene excelente apariencia y uniformidad de filamentos.

Un objeto aún adicional de la presente invención es proporcionar una fibra sintética repelente a insectos.

Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar una fibra sintética que exhiben superior capacidad de tinción y sensación cuando se toca.

Todavía otro objetivo de la presente invención es proporcionar una fibra sintética que desprende una fragancia de planta.

SOLUCIÓN TÉCNICA De acuerdo con un aspecto de la presente invención se proporciona una fibra sintética que contiene un ácido graso de plantas en una cantidad desde 0.01 a 10.0% en peso.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención se proporciona un método para fabricar una fibra sintética, que comprende incorporar un ácido graso de plantas en una cantidad de 0.1 a 10.0% en peso en un polímero conformable en fibras e hilado con fusión polímero incorporado con ácido graso de plantas .

A continuación se dará una descripción detallada de la presente invención.

Ejemplos de ácidos grasos de plantas útiles en la presente invención incluyen ácido linoleico, ácido oleico, ácido esteárico, ácido palmítico, ácido licanico y ricinol ácido, que se encuentran de manera abundante en aceite de linaza, aceite de semillas de girasol, aceite de nabina o colza, aceite de camelia y aceite de ricino.

Ingredientes de aceite de linaza se resumen en la Tabla 1, a continuación.

TABLA 1 En total, las propiedades físicas de las resinas sintéticas empeoran cuando se mezclan con un aditivo. En contraste, las propiedades físicas de las fibras sintéticas mejoran en vez de degradarse, en nuestra opinión se atribuye a la formación de enlaces químicos entre los ácido grasos y el polímero conformable en fibras .

La extracción de ácido grasos puede lograrse utilizando un método de solvente o un método de compresión con calor. Es preferible lo último. La razón es que las materias volátiles con bajos pesos moleculares se retiran naturalmente de las plantas durante compresión a una temperatura típica de 80~220°C. Cuando materias volátiles con bajos pesos moleculares están contenidas dentro del polímero conformable en fibras, las fibras resultantes probablemente tendrán deficientes propiedades físicas debido a que las materias se evaporan o degradan a temperaturas relativamente bajas.

Incorporar el extracto de plantas antibacteriano en el polímero formable en fibras puede llevarse a cabo por (i) revestir trozos de resina sintética con ácidos grasos de plantas, e hilar con fusión los trozos revestidos o formular los trozos revestidos en trozos de lote maestro, (ii) preparar un trozo de lote maestro en la presencia de ácidos grasos de plantas e hilar con fusión el trozo de lote maestro o lote matriz solo o en combinación con otro trozo sintético típico, (iii) alimentar ácidos grasos de plantas a una zona de fusión de un extrusor o (iv) agregar los ácidos grasos de plantas durante la polimerización del polímero conformable en fibras.

Es preferible el método de (iii) para reducir al mínimo la degradación térmica de los ácidos grasos de plantas. Cuando el método de (iii) se emplea, es necesario control conveniente para evitar que la presión del extrusor disminuya.

En el método de (i), esto es, el método de revestir trozos de resina sintética con ácidos grasos de plantas, es preferible que se realice el secado utilizando un secador de aire caliente tipo rotatorio o un secador de radio frecuencia último en el orden, para reducir al mínimo la degradación térmica de los ácidos grasos de plantas durante un proceso de secado.

Para mejorar la capacidad práctica del método de (i) o (ii) , los ácidos grasos de plantas pueden ser emulsificados con agua en la presencia de un emulsificador.

De preferencia, los ácidos grasos de plantas se emplean en una cantidad desde 0.1 a 10% en peso. Cuando se emplea muy poco ácido graso, no se detectan efectos de acuerdo con la adición de los ácidos grasos. Por otra parte, una cantidad que excede el límite superior hace difícil el fabricar las fibras y tiene una influencia adversa en las propiedades físicas de las fibras.

De. ser necesario, pueden emplearse aditivos ordinarios tales como antioxidantes, estabilizantes térmicos, mejoradores de viscosidad, etc., en el proceso de hilado con fusión.

Adicionalmente, la capacidad práctica del proceso de mezclado o revestimiento puede mejorarse al agregar un desecante a ácidos grasos de plantas . También, pueden calentarse ácidos grasos de plantas en aire o bajo una condición aeróbica para mejorar la proporción de enlace.

Efectos Ventajosos Además de ser superiores a fibras sintéticas en general en propiedades físicas incluyendo resistencia y elongación, las fibras sintéticas de la presente invención exhiben excelente voluminosidad, elasticidad, blancura, sensación al tacto, higroscopicidad, capacidad de tinción y brillo. Además, las fibras de la presente invención son altamente antiestáticas, con una resistividad superficial menor a 1. OxlO14 (O) , y desprenden una fragancia de plantas. Por lo tanto, son útiles como materiales para ropa de alta calidad.

MODO DE LA INVENCIÓN Una mejor comprensión de la presente invención puede obtenerse a través de los siguientes ejemplos que se establecen para ilustrar pero no habrán de considerarse limitantes de la presente invención.

EJEMPLO DE PREPARACION 1 Después de calentarse a 180°C, 8,500 kg de semillas de linaza se prensan utilizando una prensa de aceite para extraer de ahí el aceite. Se dejaron por 15 días para sedimentar la materia sólida, después de lo cual la filtración produjo 2,000 kg de aceite de linaza.

EJEMPLO 1 Trozos de polietileno se revisten con el aceite de linaza elaborado en el Ejemplo de Preparación 1 al incubar 98% en peso de los trozos con 2% en peso del aceite por 15 días. Los trozos revestidos resultantes se mezclaron en una proporción en peso de 1:2 con trozos de polipropileno ordinarios y son hilados con fusión a 230°C utilizando una máquina de hilado piloto para producir 500 g de filamentos de 150 denier/28 fila.

Las fibras en bruto se tejieron en calcetines y fueron teñidas . Se encontró que los calcetines tienen excelente presentación de color, brillo y sensación al tacto y emanan una fragancia de planta característica.

EJEMPLO 2 Utilizando un extrusor de lote maestro de husillos gemelos (W&P, Alemania) , 97 kg de trozos de poliamida se mezclan con 3 kg del aceite de linaza elaborado en el Ejemplo de Preparación 1 y extruyen de manera típica en trozos de lote maestro. Estos trozos se formulan en una proporción en peso de 1 : 3 con trozos de poliamida ordinaria, secan en una manera típica e hilan con fusión a 240°C en filamentos de 150 denier/28 fila utilizando una máquina de hilado piloto.

Las fibras se tejieron en calcetines y fueron teñidas. Se encontró que los calcetines tienen excelente presentación de color, brillo y sensación al tacto y emanan una fragancia de planta característica.

EJEMPLO 3 Una mezcla de 3 kg de aceite de nabina comercialmente disponible y 97 kg de trozos polipropileno se utilizan para preparar trozos de lote maestro que se hilaron con fusión a 230°C en filamentos de 150 denier/28 fila utilizando una máquina de hilado piloto.

Las fibras se tejieron en calcetines y tiñeron. Se encontró que los calcetines tienen excelente presentación de color, brillo y sensación cuando se tocan y son antiestáticas.

EJEMPLO 4 Una mezcla de 3 kg de aceite de resino comercialmente disponible y 97 kg de trozos de polipropileno se emplean para preparar trozos de lote maestro como se establece en el Ejemplo 3. Los trozos de lote maestro se formularon en una proporción en peso con 1:1 con trozos de polipropileno ordinarios y son hilados con fusión a 230°C en filamentos de 150 denier/28 fila utilizando una máquina de hilado piloto.

Las fibras se tejieron en calcetines y fueron teñidas. Se encontró que los calcetines tiene excelente presentación de color, brillo y sensación al tacto.

EJEMPLO 5 Una mezcla de 3 kg de aceite de camelia comercialmente disponible y 97 kg de trozos de polipropileno se utiliza para preparar trozos de lote maestro, como se establece en el Ejemplo 3. Después, trozos de lote maestro se formulan en una proporción en peso con 1:2 con trozos de polipropileno ordinario y son hilados con fusión a 230°C en filamentos 150 denier/28 fila utilizando una máquina de hilado piloto.

Las fibras se tejieron en calcetines y tiñeron. Se encontró que los calcetines tienen excelente presentación de color, brillo y sensación al tacto.

EJEMPLO 6 El aceite de linaza elaborado en el Ejemplo de preparación 1 se agrega en una cantidad de 5% en peso en una máquina de prueba de polimerización, inmediatamente antes que se realizara una reacción ES bajo las siguientes condiciones: proporción molar 1:1.12; Sb203 (250 ppm) , Ti02 (3,000 ppm) , H3PO4 (200 ppm) ; temperatura de reacción final 255°C; tiempo de reacción 210 min.. Subsecuentemente, una reacción PC se realiza por 220 min a una temperatura final de 287°C bajo una presión de 0.4 para producir 70 g de trozos polimerizados .

Proporción molar significa { (Cantidad de EG alimentado/Mw de EG 62.07 )/ (Cantidad de TPA alimentado/Mw de TPA 166.13) } .

Una mezcla de 70 g del trozo polimerizado y 300 g de trozos semi-opacos de poliéster, se seca a 180°C por 3 horas e hila con fusión a 285°C en filamentos de 150 denier/28 fila.

Las fibras se tejieron en calcetines y se tiñeron. Se encontró que los calcetines tienen excelente presentación de color, brillo y sensación al tocar.

EJEMPLO 7 Seis kilogramos de semillas de linaza pulverizadas, cada 2 kg empacados en un saco no tejido de P.P., se colocan en una máquina de decocción a presión y se agregan 36 kg de agua. Después de hervir a 130°C por 3 horas, se somete a presión la decocción en una articulación hidráulica para producir 25 kg de un extracto que después se filtra y concentra a 8 kg.

Una mezcla de 3 kg del concentrado y 97 kg de trozos de poliéster, se emplea para preparar trozos de lote maestro en una forma típica.

Los trozos de lote maestro se formulan en una proporción en peso de 1 : 1 con trozos semi-opacos de poliéster ordinarios, secan e hilan con fusión a 285°C en filamentos de 150 denier/28 fila utilizando una máquina de hilado piloto.

Las fibras se tejieron en calcetines y tiñeron. Se encontró que los calcetines tienen excelente presentación de color, brillo y sensación al tacto.

EJEMPLO 8 En 99.2% en peso de trozos semi-opacos de poliéster se incorpora 0.8% en peso de aceite de linaza elaborado en el Ejemplo de Preparación 1. Para este objetivo, el aceite de linaza se alimenta continuamente en una conexión entre una línea de tubería de suministro para trozos principales y un extrusor con el auxilio de un suministro separado (bomba de engranajes) durante lo cual se realiza hilado con fusión a 285±5°C para producir 5,300 kg de fibras cortas de 1.4 denier/38 itim.

Las fibras cortas son hiladas en 40S/1, seguido por tejido en una forma sencilla de jersey. Los artículos tejidos se tiñeron normalmente. Propiedades físicas de las fibras cortas obtenidas se dan en la Tabla 2, siguiente. Resultados de prueba para substancias nocivas (prueba eco full, norma para menores) se resumen en la Tabla 3 siguiente. La Tabla 4 muestra propiedades de las fibras cortas y los artículos tejidos teñidos. Las propiedades (elasticidad, sensación al tacto, brillo) de los artículos tejidos se encuentra que permanecen constantes incluso después de 5 lavados .

De acuerdo con una prueba antiestática, los artículos tejidos y teñidos se encuentra que tienen una carga de 67 V (tela de algodón) y 99 V (tela de lana) ante electrificación friccional (KS K 0555:2010) {condiciones de prueba: (20±2)°C, (40+2) % RH, 400 r/min} . También mostraron una resistividad superficial de 1.4?1012(O) (KS K 0170:2008) {condiciones de prueba: (20±2)°C, (40+2) % RH} {voltaje aplicado: 100V, 60 seg}, que es altamente mejorado en comparación con fibras sintéticas ordinarias (1.0?1014~15 (O) ) .

TABLA 2 TABLA 3 TABLA 4 Una sola tela de jersey tejida a partir de poliéster hilado 46/1 se tiñó, deshidrató y secó sumergida en 5% en peso del aceite de linaza del Ejemplo de Preparación 1 en agua que contiene suavizante (95% en peso) . Después, la tela tejida se deja que pase a través de un rodillo de planchado y somete a un proceso de tensado para dar por resultado una muestra.

Esta muestra mostró alto brillo y sensación cuando de toca antes de lavar, pero disminuye significativamente en brillo y sensación al tacto después de 5 lavadas.

Aunque las modalidades preferidas de la presente invención se han descrito para propósitos ilustrativos, aquellos con destreza en la técnica apreciarán que son posibles diversas modificaciones, adiciones y substituciones sin apartarse del alcance y espíritu de la invención como se describe en las reivindicaciones acompañantes.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar una fibra sintética, caracterizado porque comprende: incorporar un ácido graso de plantas en una cantidad desde 0.1 a 10.0% en peso en un polímero que se forma en fibras; e hilar con fusión el polímero incorporado con ácido graso de plantas.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la incorporación se lleva a cabo al revestir el polímero para formar con fibras con ácido graso de plantas con anticipación a hilado con fusión.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la incorporación se lleva a cabo al mezclar el ácido graso de plantas con el polímero que se forma en fibras, para dar por resultado un trozo de lote maestro.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la incorporación se lleva a cabo al agregar el ácido graso de plantas al polímero que se forma en fibras ante polimerización del polímero que se forma en fibras.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la incorporación se lleva a cabo al suministrar continuamente el ácido graso de plantas en un extrusor en el aparato de hilado con fusión, utilizando un suministro separado.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el polímero que se forma con fibras es un material capaz de ser hilado con fusión.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido graso de plantas se elige del grupo que consiste de ácido linoleico, ácido oleico, ácido esteárico, ácido palmitico, ácido licánico, ricinol ácido y sus combinaciones .

8. Una fibra sintética, preparada utilizando el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque comprende un ácido graso de plantas en una cantidad de 0.01 a 10.0% en peso.

9. La fibra sintética de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque tiene una resistividad superficial de 1.0?1014(O) o menos.

10. La fibra sintética de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque que tiene una resistividad superficial de 1.0><1013(O) o menos.

11. La fibra sintética de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque emana o desprende una fragancia de planta.