Una estructura de fibra de poliéster que comprende fibra de poliéster que comprende un polímero de poliéster como componente principal,

caracterizada porque: la citada estructura de fibra se selecciona de estructuras de fibras que tienen un espesor de 5-100 mm y una densidad de 0,01 a 0,10 g/cm3 y comprende fibra principal hecha de fibra cortada de poliéster y fibra cortada conjugada termofusionable, en la que el citado polímero de poliéster está presente en una o en ambas de las citadas fibra principal y fibra cortada conjugada termofusionable, y el citado polímero de poliéster se obtiene por policondensación de un éster dicarboxilato aromático en presencia de un catalizador, el citado catalizador comprende por lo menos un ingrediente seleccionado de una mezcla (1) y un producto de reacción (2) definidos a continuación, la mezcla (1) es una mezcla de los siguientes componentes (A) y (B): (A) un componente basado en un compuesto de titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: (a) alcóxidos de titanio representados por la siguiente fórmula general (I): en la que cada uno de R1, R2, R3 y R4 representa independientemente una especie seleccionada de grupos alquilo C1-20 y grupos fenilo, m representa un número entero de 1 a 4 y, cuando m es 2, 3 ó 4, los dos, tres o cuatro grupos R2 y R3 pueden ser iguales o diferentes, yproductos de la reacción de alcóxidos de titanio de la fórmula general anterior (I) con ácidos carboxílicos polivalentes de la siguiente fórmula general (II): en la que n representa un número entero de 2 a 4, o con sus anhídridos, yun componente basado en un compuesto de fósforo que comprende por lo menos un compuesto representado por la siguiente fórmula general (III):

Estructura de fibra de poliéster.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una estructura de fibra de poliéster. Más específicamente, se refiere a una estructura de fibra de poliéster producida usando una resina de poliéster con tono de color satisfactorio y moldeabilidad excelente.

Antecedentes

Las resinas de poliéster y en particular las resinas de poli(tereftalato de etileno), poli(naftalato de etileno), poli(tereftalato de trimetileno) y poli(tereftalato de tetrametileno) presentan excelente comportamiento mecánico, físico y químico y, por lo tanto, se usan ampliamente para fibras, películas y otros productos moldeados. En especial cuando se usan en estructuras de fibras, se sabe que presentan resistencia mecánica y estabilidad dimensional excelentes.

Dichos polímeros para estructuras de fibras, por ejemplo, poli(tereftalato de etileno), se producen usualmente preparando primero un éster de etilenglicol y ácido tereftálico y/o un polímero inferior del mismo y calentándolo después a presión reducida y en presencia de un catalizador de la reacción de polimerización para conseguir el grado deseado de polimerización. Otros poliésteres se producen por procesos similares.

Se sabe que el tipo del catalizador de policondensación usado tiene un efecto importante sobre la calidad del poliéster resultante y compuestos de antimonio son los usados más ampliamente como catalizadores de policondensación para la producción de poli(tereftalato de etileno).

Sin embargo, hay un problema asociado con el uso de compuestos de antimonio porque un hilado continuo prolongado de poliésteres fundidos origina adherencia acumulada de materia extraña alrededor del orificio de la hilera (denominado en lo sucesivo simplemente "adherencia a la hilera") y desviación del flujo de polímero fundido (flexión), que finalmente origina esponjamiento y rotura del filamento o heterogeneidad de las propiedades físicas de la fibra durante las etapas de hilado y estiramiento. Además, el uso de fibras de poliéster que comprenden dichos poliésteres para la producción de estructuras de fibras de poliéster ha originado problemas, como mala estabilidad del proceso y baja calidad de las estructuras de fibras de poliéster obtenidas.

Como medio de resolver estos problemas, se ha descrito el uso de los productos de la reacción de compuestos de titanio y ácido trimelítico como catalizadores para la producción de poliésteres (véase, por ejemplo, el documento de patente 1) y el uso de productos de la reacción de compuestos de titanio y ésteres del ácido fosfórico como catalizadores para la producción de poliésteres (véase, por ejemplo, el documento de patente 2). Aunque estos métodos mejoran la estabilidad térmica de poliésteres algunos grados, el efecto de mejora es inadecuado y las resinas de poliéster obtenidas necesitan una mejora del tono del color.

También se han propuesto complejos de compuesto de titanio/compuesto de fósforo como catalizadores para la producción de poliésteres (véase, por ejemplo, el documento de patente 3). Sin embargo, aunque este método mejora la estabilidad térmica algunos grados, el efecto es inadecuado y los poliésteres obtenidos necesitan una mejora del tono del color.

Documento de patente 1

Publicación de patente japonesa examinada SHO número 59-46258.

Documento de patente 2

Publicación de patente japonesa no examinada SHO número 58-38722.

Documento de patente 3

Publicación de patente japonesa no examinada HEI número 7-138354.

La patente de Estados Unidos número 6.231.976 describe "fibras, en particular fibras aglutinantes, hechas de copoliésteres y los propios copoliésteres [.....] formados en general de un componente basado en un glicol que contiene diclohexano-1,3 ó 1,4-dimetanol y etilenglicol y por lo menos un componente basado en un ácido dicarboxílico".

La patente EP 1 110 988 describe "un poliéster producido polimerizando un ácido carboxílico aromático difuncional y un éster de alquilenglicol y/o un oligómero del mismo en presencia de un catalizador que incluye un producto de la reacción de (A) un componente basado en un compuesto de titanio que incluye un compuesto de titanio (1) de fórmula (I) o un compuesto de titanio (2) producido por reacción del compuesto de titanio (1) con un ácido carboxílico aromático difuncional de fórmula (III) o con un anhídrido de éste, con (B) un componente basado en un compuesto de fósforo seleccionado del compuesto de fósforo (3)".

Las patentes US 6.197.856 y WO 99/10573 describen "fibras aglutinantes hechas de copoliésteres, los propios copoliésteres y catalizadores y procesos para producir los copoliésteres. Más particularmente [.....] copoliésteres formados de diclohexano-1,4-dimetanol, etilenglicol y ácido tereftálico, ácido naftalenodicarboxílico, ácido ciclohexano-1,4-dicarboxílico y ésteres o anhídridos de los mismos".

En la patente US 6.359.079 se describen "polioxipropilaminas, polímeros de polipropileno terminados en uno o los dos extremos con grupos carbamato, ácidos di- o tricarboxílicos, haluros de ácidos carboxílicos o ésteres o mezclas que comprenden uno de los compuestos antes citados con un copolímero hidrófilo de poliéster que tiene segmentos repetitivos de unidades de tereftalato de etileno que contienen 10-50% en peso de unidades de poli(tereftalato de oxietileno), útiles para impartir un recubrimiento duradero a telas o fibras de poliéster, polipropileno, polietileno, algodón, poliamida o poliaramida".

Descripción de la invención

Un objeto de la invención es resolver los problemas antes mencionados de la técnica anterior proporcionando una estructura de fibra de poliéster que tiene un tono de color satisfactorio (un valor L* alto y un valor b* bajo), producida de fibra de poliéster de alta calidad.

La estructura de fibra de poliéster de la invención es una estructura de fibra de poliéster que comprende fibra de poliéster que contiene como componente principal un polímero de poliéster y caracterizada porque

la estructura de fibra tiene un espesor de 5-100 mm y una densidad de 0,01 a 0,10 g/cm³, comprendiendo fibra principal hecha de fibra cortada de poliéster y fibra cortada conjugada termofusionable, en la que el polímero de poliéster está presente en una cualquiera o en ambas de la fibra principal y la fibra cortada conjugada termofusionable,

y el polímero de poliéster se obtiene por policondensación de un éster dicarboxilato aromático en presencia de un catalizador, comprendiendo el catalizador por lo menos un ingrediente seleccionado de la mezcla (1) y el producto de reacción (2) definidos a continuación:

la mezcla (1) es una mezcla de los siguientes componentes (A) y (B):

(A) un componente basado en un compuesto de titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en:

(a) alcóxidos de titanio representados por la siguiente fórmula general (I):

en la que cada uno de R¹, R², R³ y R⁴ representa independientemente una especie seleccionada de grupos alquilo C_1-20 y grupos fenilo, m representa un número entero de 1 a 4 y, cuando m es 2, 3 ó 4, los dos, tres o cuatro grupos R² y R³ pueden ser iguales o diferentes, y

(b) productos de la reacción de alcóxidos de titanio de la fórmula (I) anterior con ácidos carboxílicos aromáticos polivalentes representados por la siguiente fórmula general (II):

en la que n representa un número entero de 2 a 4, o con sus anhídridos, y

(B) un componente basado en un compuesto de fósforo que comprende por lo menos un compuesto representado por la siguiente fórmula general (III):

en la que cada uno de R⁵, R⁶ y R⁷ representa independientemente alquilo C_1-4 y X representa por lo menos una especie seleccionada de -CH₂- y -CH₂(Y) (en la que Y representa fenilo),

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1. Una estructura de fibra de poliéster que comprende fibra de poliéster que comprende un polímero de poliéster como componente principal, caracterizada porque:

la citada estructura de fibra se selecciona de estructuras de fibras que tienen un espesor de 5-100 mm y una densidad de 0,01 a 0,10 g/cm³ y comprende fibra principal hecha de fibra cortada de poliéster y fibra cortada conjugada termofusionable, en la que el citado polímero de poliéster está presente en una o en ambas de las citadas fibra principal y fibra cortada conjugada termofusionable, y el citado polímero de poliéster se obtiene por policondensación de un éster dicarboxilato aromático en presencia de un catalizador,

el citado catalizador comprende por lo menos un ingrediente seleccionado de una mezcla (1) y un producto de reacción (2) definidos a continuación,

la mezcla (1) es una mezcla de los siguientes componentes (A) y (B):

(A) un componente basado en un compuesto de titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en:

(a) alcóxidos de titanio representados por la siguiente fórmula general (I):

en la que cada uno de R¹, R², R³ y R⁴ representa independientemente una especie seleccionada de grupos alquilo C_1-20 y grupos fenilo, m representa un número entero de 1 a 4 y, cuando m es 2, 3 ó 4, los dos, tres o cuatro grupos R² y R³ pueden ser iguales o diferentes, y

productos de la reacción de alcóxidos de titanio de la fórmula general anterior (I) con ácidos carboxílicos polivalentes de la siguiente fórmula general (II):

en la que n representa un número entero de 2 a 4, o con sus anhídridos, y

un componente basado en un compuesto de fósforo que comprende por lo menos un compuesto representado por la siguiente fórmula general (III):

en la que cada uno de R⁵, R⁶ y R⁷ representa independientemente alquilo C_1-4 y X representa por lo menos una especie seleccionada de -CH₂- y -CH₂(Y)- (en la que Y representa fenilo),

la mezcla (1) se usa en una proporción de mezclado tal que la relación M_Ti (%) de milimoles de titanio elemental en el citado componente basado en un compuesto de titanio (A) con respecto al número de moles del citado éster dicarboxilato aromático y la relación M_P (%) de milimoles de fósforo elemental en el componente basado en un compuesto de fósforo (B) con respecto al número de moles del citado éster dicarboxilato aromático satisfacen las siguientes expresiones (i) y (ii):

y el producto de reacción (2) es el producto de la reacción de los siguientes componentes (C) y (D):

(C) un componente basado en un compuesto de titanio que comprende por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en:

(c) alcóxidos de titanio representados por la siguiente fórmula general (IV):

en la que cada uno de R⁸, R⁹, R¹⁰ y R¹¹ representa independientemente alquilo C_1-20, p representa un número entero de 1 a 3 y, cuando p es 2 ó 3, los dos o tres grupos R⁹ y R¹⁰ pueden ser iguales o diferentes, y

(d) productos de la reacción de alcóxidos de titanio de la fórmula general (IV) anterior con ácidos carboxílicos aromáticos polivalentes representados por la fórmula general (II) anterior o con sus anhídridos, y

(D) un componente basado en un compuesto de fósforo que comprende por lo menos un compuesto de fósforo representado por la siguiente fórmula general (V):

en la que R¹² representa alquilo C_1-20 o arilo C_6-20 y q representa un número entero de 1ó 2, y

la relación de reacción de componente (D) con respecto a componente (C) está en el intervalo de 1:1 a 3:1, expresada como relación de moles de átomos de fósforo en el componente (D) a moles de átomos de titanio en el componente (C) (P/Ti), y en la que la estructura de fibra está unida térmicamente en por lo menos algunos de los puntos de contacto entre las fibras cortadas conjugadas termofusionables y las fibras principales y/o en puntos de contacto entre las propias fibras cortadas conjugadas termofusionables en la citada estructura de fibra.

2. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el componente (A) de la citada mezcla de catalizador (1) y el componente (C) del citado producto de reacción (2) para el catalizador contiene los respectivos alcóxido de titanio (a) y alcóxido de titanio (c), cada uno en una relación molar de reacción en el intervalo de 2:1 a 2:5 con respecto al ácido carboxílico aromático polivalente o su anhídrido.

3. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el compuesto de fósforo representado por la fórmula general (V) para el citado producto de reacción (2) se selecciona de fosfatos de monoalquilo.

4. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el citado éster dicarboxilato aromático se produce por transesterificación de un éster dialquílico de un ácido aromático dicarboxílico y un éster de alquilenglicol.

5. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el citado polímero de poliéster tiene un valor L* de 77-85 y un valor b* de 2-5, basados en el sistema de color L*a*b* (JIS 28729).

6. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra cortada conjugada termofusionable comprende un polímero termosoldable y un polímero termoplástico formador de fibras, con el polímero termosoldable expuesto sobre las superficies de las fibras.

7. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra cortada conjugada termofusionable tiene una estructura lado a lado.

8. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra cortada conjugada termofusionable tiene una estructura de alma/envoltura concéntricas o excéntricas, en la que el alma concéntrica o excéntrica se forma del citado polímero termoplástico formador de fibras y la envoltura concéntrica o excéntrica se forma de un polímero termosoldable.

9. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 6, en la que el citado polímero termoplástico formador de fibras es el citado polímero de poliéster.

10. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 6, en la que el citado polímero termosoldable se selecciona de elastómeros de poliuretanos, elastómeros de poliésteres, homopolímeros y copolímeros inelásticos de poliésteres, homopolímeros y copolímeros de poliolefinas y polímeros de poli(alcohol vinílico).

11. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la citada fibra principal comprende el citado polímero de poliéster.

12. Una estructura de fibra de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, que se usa con fines que implican contacto con alimentos.