FIBRA DE POLIPROPILENO, MÉTODO PARA PRODUCIR LA MISMA Y UTILIZACIÓN DE LA MISMA.

Fibra de polipropileno, método para producir la misma y utilización de la misma La presente invención se refiere a una fibra de polipropileno que tiene una tenacidad, resistencia térmica, y capacidad de retención de agua excelentes, un método para producir la fibra de polipropileno, una composición hidráulica, un producto hidráulico, una estructura de cuerda, una estructura de fibra en forma de lámina, un material compuesto, y un producto moldeado utilizando la fibra de polipropileno. La fibra de polipropileno se utiliza extensamente para diferentes aplicaciones debido a que la fibra de polipropileno tiene propiedades excelentes tales como resistencia química y propiedad de poco peso, se puede fundir fácilmente, tiene una eficacia de reciclaje excelente, puede someterse fácilmente a eliminación mediante incineración sin generar gases nocivos tales como gases halógenos ni siquiera cuando se incinera la fibra de polipropileno, y similares. Sin embargo, la resistencia térmica de la fibra de polipropileno no es suficientemente alta entre las fibras sintéticas, y por lo tanto se ha demandado la mejora de la resistencia térmica. Por ejemplo, como lámina con una eficacia de reciclaje y una tenacidad excelentes, se conoce una lámina de poliolefina que se ha reforzado con una fibra de polipropileno. En la producción de la lámina reforzada con fibras, es necesario fundir la poliolefina a una temperatura tal alta como sea posible para la adherencia de una base de lámina de poliolefina y la fibra de polipropileno desde los aspectos de la mejora de la productividad, la adherencia entre la fibra de polipropileno y la base de lámina de poliolefina, y similares. Sin embargo, debido a la escasa resistencia térmica de la fibra de polipropileno, la poliolefina no se puede fundir a una alta temperatura para formarla en una lámina en el momento de producir la lámina reforzada con fibras. Por lo tanto, la velocidad de producción no se puede aumentar, y por otra parte, la adherencia entre la fibra de polipropileno y la lámina de poliolefina es insuficiente, dando como resultado una reducción de la productividad, una tenacidad insuficiente de la lámina de poliolefina reforzada con fibras que se vaya a obtener, etc. Por otra parte, se utiliza una tela formada de la fibra de polipropileno como filtro. Puesto que el filtro se utiliza en ocasiones en un entorno de alta temperatura, se ha demandado la mejora de la resistencia térmica de la fibra de polipropileno. En cuanto a la tecnología convencional que tiene como objetivo la mejora de la resistencia térmica de la fibra de polipropileno, se conoce una fibra de polipropileno que tiene una tasa de retracción por calor a 170°C durante 10 minutos de 10% o inferior y una temperatura pico de la masa fundida de 178°C o superior. La fibra de polipropileno se obtiene fundiendo y moldeando una resina de homopolipropileno que tiene una fracción de péntada isotáctica de 96% o más y menor de 98,5% y una velocidad de flujo en estado reblandecido (230°C, carga de 2,16 kg) de 0,1 a 30 g/10 minutos, y a continuación sometiendo a estiraje el producto resultante (véase el Documento de Patente 1). Sin embargo, la forma del pico endotérmico de la fibra de polipropileno es una forma doble ancha o una forma sencilla y sus cristales no son uniformes. De este modo, su resistencia térmica todavía no es suficientemente elevada. En cuanto a otra tecnología convencional, se conoce una fibra de polipropileno que tiene dos picos endotérmicos mediante CDB de 155 a 170°C que se obtiene sometiendo un homopolímero de polipropileno que tiene un índice isotáctico de 90 a 99% a hilatura directa o sometiendo el homopolímero de polipropileno a hilatura directa, y a continuación a estiraje (véase el Documento de Patente 2). Sin embargo, en la fibra de polipropileno, el pico endotérmico a una temperatura inferior entre los dos picos endotérmicos mediante CDB sirve como índice de la resistencia térmica de la fibra de polipropileno, la forma del pico endotérmico es ancha, y sus cristales no son uniformes. Por lo tanto, su resistencia térmica no es suficiente. Por otra parte, la fibra de polipropileno es una fibra sintética utilizada extensamente aplicada a diferentes materiales industriales, y el carácter hidrófobo plantea un problema en muchas aplicaciones. Por ejemplo, en aplicaciones tales como papel y una tela no tejida, se ha requerido que la fibra como componente principal tenga un alto carácter hidrófilo en muchos casos. Por otra parte, se ha requerido que la fibra utilizada como material de refuerzo para diversos materiales matriz tenga carácter hidrófilo desde los aspectos de la dispersabilidad uniforme en una matriz, la fuerza de adherencia a la matriz, y similares. Sin embargo, debido a que la fibra de polipropileno es hidrófoba y tiene un escaso carácter hidrófilo, la fibra de polipropileno, tal cual, es difícil de aplicar a un papel, una tela no tejida, un material de refuerzo, etc., que requieren carácter hidrófilo. De este modo, se han propuesto convencionalmente tecnologías que tienen como objetivo la mejora del carácter hidrófilo y la capacidad de retención de agua de la fibra de polipropileno. Por ejemplo, es conocida la producción de una fibra de polipropileno absorbente de agua sometiendo, a hilatura directa, polipropileno en el que se dispersa uniformemente una resina absorbente de agua en forma de partículas en una resina utilizando cera de polietileno (Documento de Patente 3). Sin embargo, en caso de emplear el método, el polipropileno, al que se han añadido las partículas, se somete a hilatura y estiraje, lo que hace imposible evitar las influencias sobre la propiedad de hilatura 2 E08722686 16-11-2011   y la propiedad de estiraje. De este modo, no se puede obtener una fibra de polipropileno que tenga una tenacidad suficiente. Por otra parte, se conoce la producción de una fibra de polipropileno que tiene irregularidades en la superficie por medio de la irradiación de una fibra de polipropileno con radiación ionizante, sometiendo una fibra de polipropileno a gofrado y estiraje, o sometiendo una fibra de polipropileno a hilatura directa a la vez que se cambia la velocidad de extracción de la fibra de polipropileno, y a continuación sometiendo a estiraje el producto resultante (Documentos 4 a 6). Sin embargo, esos métodos se aplican a una fibra de polipropileno que tiene una mayor finura, es decir, una finura de una sola fibra tal alta como 50 a 100.000 denier, y son difíciles de aplicar a una fibra de polipropileno que tiene una finura reducida, es decir, una finura de una sola fibra de 10 dtex o más pequeña, debido a que la fibra resulta dañada seriamente. En particular, el Documento de Patente 4 describe una tecnología para obtener un monofilamento que tiene una finura de 50 a 50.000 denier, y concretamente de 3.000 a 12.000 denier, realizando irradiación con radiación ionizante antes y después del estiraje. Sin embargo, cuando el método se aplica a una fibra de polipropileno que tiene una finura de una sola fibra de 10 dtex o inferior, y particularmente 3 dtex o inferior, la tenacidad se reduce, se generan pelusas frecuentemente, es evidente la irregularidad en la forma, y aparecen problemas en la propiedad de aprobación del procedimiento, la calidad, y el grado. Por otra parte, se conoce una fibra de polipropileno que tiene una tenacidad de una sola fibra de 9 cN/dtex o más y una estructura de superficie rugosa estriada formada a lo largo de la superficie de la fibra curvada. La fibra de polipropileno se produce por medio de estiraje de un hilo de polipropileno no sometido a estiraje de 125 a 155°C en un baño de aire caliente (Documento de Patente 7). Sin embargo, en la fibra de polipropileno, los intervalos entre las estructuras de superficie rugosa estriadas que existen sobre la superficie de la fibra y su altura son pequeños. Por lo tanto, la fibra no tiene suficiente capacidad de retención de agua y la compatibilidad con una matriz es insuficiente. Adicionalmente, se conoce a un método para producir un hilo sometido a estiraje por medio de estiraje de un hilo de polipropileno no sometido a estiraje en una sola etapa utilizando vapor de agua saturado a presión de 3,0 a 5,0 kg/cm 2 (temperatura: de 133 a 151°C) (Documento de Patente 8). Sin embargo, en el hilo de polipropileno sometido a estiraje (fibra de polipropileno) obtenido mediante el método, la formación de irregularidades sobre la superficie de la fibra es insuficiente, los intervalos entre las irregularidades y su altura son pequeños, la fibra no tiene suficiente capacidad de retención de agua, y la compatibilidad con una matriz es insuficiente. Por otra parte, un producto hidráulico formado mediante curado por hidratación (más adelante referido a veces como "curado con agua") de una composición hidráulica que contiene sustancias hidráulicas... [Seguir leyendo]

1. Una fibra de polipropileno que comprende polipropileno que tiene una fracción de péntada isotáctica (IPF) de 94% o más, donde: la fibra de polipropileno tiene una tenacidad de la fibra de 7 cN/dtex o más; y una forma del pico endotérmico de la fibra de polipropileno mediante calorimetría diferencial de barrido (CDB) es una forma sencilla que tiene una anchura media de 10°C o inferior, y el cambio de entalpía de fusión (AH) de la fibra de polipropileno mediante CDB es 125 J/g o superior. 2. Una fibra de polipropileno que comprende polipropileno de acuerdo con la reivindicación 1, donde: la fibra de polipropileno tiene una finura de una sola fibra de 0,1 a 3 dtex; y la fibra de polipropileno tiene, en su superficie, irregularidades que tienen un intervalo medio de 6,5 a 20 m y una altura media de 0,35 a 1 m como resultado de la presencia alternativa de una porción prominente que tiene un diámetro grande y una porción no prominente que tiene un diámetro pequeño a lo largo de su eje de la fibra. 3. La fibra de polipropileno de acuerdo con la reivindicación 2, donde la fibra de polipropileno tiene una tasa de retención de agua de 10% en masa o mayor. 4. Un método para producir la fibra de polipropileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende: someter polipropileno que tiene una fracción de péntada isotáctica (IPF) de 94% o más hilatura directa; enfriar el producto resultante para solidificarlo de manera que se produzca una fibra de polipropileno no sometida a estiraje; someter la fibra de polipropileno no estirada a pre-estiraje a una temperatura de 120 a 150°C y a un aumento de estiraje de 3 a 10 veces; y someter el producto resultante a post-estiraje a un aumento de estiraje de 1,2 a 3,0 veces en condiciones de temperatura de 170 a 190°C, una tasa de deformación de 1,5 a 15 veces/min., y una tensión de estiraje de 1,0 a 2,5 cN/dtex. 5. El método de producción de acuerdo con la reivindicación 4, donde el aumento de estiraje total del preestiraje y el post-estiraje es de 3,9 a 20 veces. 6. El método de producción de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, donde un producto (A x B) de una velocidad de hilatura directa A (m/min.) en el momento de la producción de la fibra de polipropileno no sometida a estiraje y un aumento de estiraje total B (veces) del pre-estiraje y el post-estiraje es de 3.000 a 17.000 (m·veces/min.). 7. Una composición hidráulica que comprende la fibra de polipropileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3. 8. Un producto hidráulico que comprende la composición hidráulica de acuerdo con la reivindicación 7. 9. El producto hidráulico de acuerdo con la reivindicación 8, donde el producto hidráulico comprende un producto moldeado. 10. Una estructura de cuerda que comprende la fibra de polipropileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3. 11. Una estructura de fibra en forma de lámina que comprende la fibra de polipropileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3. 12. Una estructura de fibra en forma de lámina de acuerdo con la reivindicación 11, donde el contenido de la fibra de polipropileno que tiene una fracción de péntada isotáctica (IPF) de 94% o más es de 50% en masa o mayor. 13. Una estructura de fibra en forma de lámina de acuerdo con la reivindicación 11, donde la estructura de fibra en forma de lámina tiene una tasa de retención de agua de 10% en masa o mayor.   14. Un material compuesto que comprende la fibra de polipropileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en una matriz compuesta de un polímero orgánico. 15. Un material compuesto de acuerdo con la reivindicación 14, donde la fibra de polipropileno en la matriz compuesta del polímero orgánico tiene forma de fibra corta, forma de fibra larga, forma de haz de fibras, forma de hilo, forma de tela tejida y tricotada, forma de tela no tejida, o forma de red. 16. Un material compuesto de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, donde el polímero orgánico comprende al menos una clase de un polímero orgánico seleccionado entre una resina termoplástica, una resina termoendurecible, y un polímero elastomérico. 17. Un producto moldeado que comprende el material compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16. 66   67   68