Un filamento de resina de ácido poliglicólico que comprende una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,

5% en peso y que presenta una resistencia a tracción de al menos 750 MPa y una resistencia a nudos de al menos 600 MPa

Filamento de resina de ácido poliglicólico y procesos para producirlo.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un filamento de resina de ácido poliglicólico que tiene excelentes propiedades mecánicas, tales como resistencia a tracción y resistencia a nudos elevadas, en combinación con una excelente biodegradabilidad, y a un proceso para la producción del mismo.

Técnica anterior

Hasta ahora, en vista de las propiedades mecánicas que necesitan, como materiales de filamento usados para materiales industriales, materiales agrícolas, materiales de pesca, etc., particularmente como redes de pesca y sedales de pesca, se han usado resinas sintéticas, tales como poliamida, poliéster, poliolefina, cloruro de polivinilideno y fluoruro de polivinilideno. Sin embargo, los filamentos de resina sintética compuestos por dichas resinas sintéticas apenas se descomponen en entornos naturales, de manera que si se tiran o se dejan como están, permanecen de manera semi-permanente en la naturaleza, planteando de esta manera a las industrias un grave problema ambiental. Particularmente, se producen problemas cada vez mayores con las redes de pesca y sedales cortados desechados que se acumulan en los fondos de los mares o lagos, con los que se enredan los pájaros y animales acuáticos causándoles la muerte o lesiones. Por consiguiente, en este sentido es muy deseable una mejora desde el punto de vista de la conservación del medio ambiente y protección de la naturaleza.

Por esta razón, en los últimos años, se han realizado frecuentemente trabajos de desarrollo relacionados con filamentos biodegradables, para usar como materiales de pesca, tales como sedales, redes de pesca, redes para piscicultura, o los usados como materiales agrícolas y materiales industriales que se degradan biológicamente tras su uso real (documentos de patente 1 y 2 que se indican a continuación).

Además, los filamentos biodegradables también se usan como materiales poliméricos para el uso médico, tales como suturas biológicamente absorbibles para cirugía física y pieles artificiales (documentos de patente 3 y 4 que se indican a continuación).

Sin embargo, ninguno de los filamentos biodegradables disponibles hasta ahora tiene elevada resistencia mecánica y elevada biodegradabilidad. Particularmente, en cuanto a los filamentos para sedales, etc., se piensa más en la resistencia a nudos, puesto que frecuentemente se usan en un estado anudado, mientras que los filamentos no biodegradables han satisfecho una resistencia a tracción de al menos 750 MPa y una resistencia a nudos de al menos 600 MPa que son los niveles mínimos de los filamentos de alta resistencia, tales como los de poliamida, poliéster y fluoruro de polivinilideno y un alargamiento a tracción del 10-50% que no es demasiado elevado o no demasiado bajo en vista de las propiedades practicas, como sensibilidad, absorción al impacto y facilidad de manipulación.

Para satisfacer estas propiedades practicas, se han propuesto filamentos biodegradables que tienen una estructura cubierta-núcleo que comprende una combinación de resinas diferentes para el núcleo y la cubierta (documentos de patente 2 y 5 que se indican a continuación), dado que ninguno de ellos ha satisfecho las propiedades prácticas mencionadas anteriormente. Por ejemplo, el filamento compuesto del documento de patente 2 ha presentado una resistencia a tracción hasta un máximo de aproximadamente 739 MPa (6,6 g/denier) y una resistencia a nudos hasta un máximo de 615 MPa (5,5 g/denier) y el filamento compuesto del documento de patente 5 se describe presentando una resistencia a tracción máxima de 1000 MPa pero también presentando un alargamiento a tracción demasiado grande del 70-250%.

Documento de patente 1: JP-B 2779972

Documento de patente 2: JP- A 10-102323

Documento de patente 3: US 3297033

Documento de patente 4: JP-B 58-1942

Documento de patente 5: JP-B 3474482.

Descripción de la invención

Por consiguiente, la presente invención pretende proporcionar un filamento biodegradable de resina de ácido poliglicólico que satisfaga las propiedades prácticas representadas por resistencia a tracción y resistencia a nudos elevadas de forma combinada y un proceso para la producción del mismo.

Más específicamente, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un filamento de resina de ácido poliglicólico que comprende una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,5% en peso y que presenta una resistencia a tracción de al menos 750 MPa y una resistencia a nudos de al menos 600 MPa.

La presente invención proporciona adicionalmente un proceso para producir un filamento de resina de ácido poliglicólico, que comprende: el hilado por fusión de una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,5% en peso, el enfriamiento rápido de la resina hilada en un baño líquido a una temperatura de como máximo 10ºC y el estirado de la resina hilada en un baño líquido a una temperatura de 60-83ºC.

En cuanto a la resina de ácido poliglicólico que tiene una excelente biodegradabilidad, la producción de los filamentos de la misma se realizó para proporcionar suturas quirúrgicas (por ejemplo, documentos de patente 3 y 4 anteriores). De acuerdo con el estudio de los presentes inventores, las condiciones de producción que incluyen hilado por fusión, enfriamiento con aire y estirado a aproximadamente 50-60ºC, adoptadas en el mismo no son necesariamente adecuadas para la resina de ácido poliglicólico y hasta ahora la resina de ácido poliglicólico como material de partida incluía un contenido de monómero residual (glicolida) del 0,5% en peso o mayor que ha supuesto un obstáculo para el desarrollo del rendimiento de los filamentos producto ya que hasta ahora no se han aclarado las condiciones para la producción de la resina de ácido poliglicólico. A diferencia de esto, los presentes inventores, etc., han conseguido producir una resina de ácido poliglicólico que tiene un bajo contenido de monómero residual inferior al 0,5% en peso mediante una combinación de polimerización en fase sólida y tratamiento para eliminar el monómero residual (solicitud de patente japonesa 2004-078306), y usando la resina de ácido poliglicólico como material de partida y combinándola con condiciones óptimas de hilado por fusión-estirado, han conseguido producir un filamento biodegradable de resina de ácido poliglicólico.

Mejor modo para la realización práctica de la invención

El filamento de resina de ácido poliglicólico de la presente invención comprende una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,5% en peso y presenta una resistencia a tracción de al menos 750 MPa y una resistencia a nudos de al menos 600 MPa. En este documento a continuación, se describirá el filamento de resina de ácido poliglicólico de la presente invención junto con el proceso de la presente invención que es un proceso preferido para la producción del mismo.

En el proceso para producir un filamento de resina de ácido poliglicólico de acuerdo con la presente invención, como material de partida se usa una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero (glicolida) residual inferior al 0,5% en peso. En este documento, la resina de ácido poliglicólico (a partir de ahora algunas veces denominada como resina de PGA) incluye homopolímero de ácido poliglicólico (que incluye un producto de polimerización de apertura de anillo de glicolida (GL) que es un éster cíclico biomolecular de ácido glicólico) formado únicamente por una unidad repetitiva de ácido glicólico representada por la fórmula: -(-O-CH₂-CO-)-, y también un copolímero de ácido glicólico que contiene al menos el 55% en peso de la unidad repetitiva de ácido glicólico mencionada anteriormente.

Los ejemplos de comonómeros que proporcionan copolímeros de ácido poliglicólico junto con un monómero de ácido glicólico, tal como la glicolida mencionada anteriormente, pueden incluir: monómeros cíclicos, tales como oxalato de etileno (es decir, 1,4-dioxano-2,3-diona), lactidas, lactonas (por ejemplo, ß-propiolactona, ß-butirolactona, pivalolactona, ?-butirolactona, ?-valerolactona, ß-metil-d-valerolactona y varepsilon-caprolactona), carbonatos (por ejemplo, carbonato de trimetileno), éteres (por ejemplo, 1-3-dioxano), cualquier éster (por ejemplo, dioxanona), amidas (varepsilon-caprolactama);...

1. Un filamento de resina de ácido poliglicólico que comprende una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,5% en peso y que presenta una resistencia a tracción de al menos 750 MPa y una resistencia a nudos de al menos 600 MPa.

2. Un filamento de acuerdo con la reivindicación 1, que presenta una resistencia a nudos de al menos 650 MPa.

3. Un filamento de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, que presenta una resistencia a tracción de al menos 800 MPa.

4. Un filamento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,2% en peso.

5. Un filamento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que presenta un alargamiento a tracción a rotura del 10-50%.

6. Un filamento de acuerdo con la reivindicación 5, que presenta un alargamiento a tracción a rotura del 15-40%.

7. Un filamento de acuerdo con la reivindicación 5, que presenta un alargamiento a tracción a rotura superior al 20% e inferior al 30%.

8. Un filamento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que presenta un módulo de elasticidad a tracción de al menos 12 GPa.

9. Un proceso para producir un filamento de resina de ácido poliglicólico, que comprende: el hilado por fusión de una resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,5% en peso, el enfriamiento rápido de la resina hilada en un baño líquido a como máximo 10ºC y el estirado de la resina hilada en un baño líquido a una temperatura de 60-83ºC.

10. Un proceso para producir un filamento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que después de dicho estirado se realiza una segunda etapa de estirado a una temperatura superior a la temperatura de dicho estirado y a una proporción de estirado de como máximo 1,8 veces.

11. Un proceso para producir un filamento de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en el que después de dicho estirado se realiza una segunda etapa de estirado a una temperatura que es superior a la temperatura de dicho estirado de aproximadamente como máximo 40ºC.

12. Un proceso para producir un filamento de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en el que después de dicho estirado se realiza una segunda etapa de estirado a una temperatura que es superior a la temperatura de dicho estirado de aproximadamente como máximo 12ºC.

13. Un proceso para producir un filamento de resina de ácido poliglicólico, que comprende: el hilado por fusión de una resina de ácido poliglicólico, el enfriamiento rápido de la resina hilada en un baño líquido a como máximo 10ºC, después someter la resina hilada a una primera etapa de estirado en un baño líquido a una temperatura de 60 a 83ºC, y después someter la resina hilada a una segunda etapa de estirado a una temperatura que es superior a la temperatura del primer estirado de como máximo 12ºC y a una proporción de estirado de como máximo 1,8 veces, para proporcionar una proporción de estirado global de 45 veces o mayor.

14. Un proceso para producir un filamento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-13, en el que un resina de ácido poliglicólico que tiene un contenido de monómero residual inferior al 0,2% en peso se somete a hilado por fusión.

15. Un sedal de pesca que comprende un filamento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8.