Fibras y materiales no tejidos preparados a partir de polipropileno con gran índice de dispersidad.

Un procedimiento de producción de fibras y filamentos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de

(a) polimerizar propileno y uno o más comonómeros opcionales en presencia de

(i) un catalizador Ziegler-Natta,

y

(ii) un compuesto de organoaluminio,

para producir un polipropileno que tiene una distribución del peso molecular Pm/Nm de al menos 7; (b) alimentar el polipropileno de la etapa previa a un extrusor;

(c) posteriormente extrudir por fusión el polipropileno para obtener una corriente de polipropileno fundido;

(d) extrudir la corriente de polipropileno fundido de la etapa (c) a través de un número de capilares finos,

usualmente circulares de una hilera, obteniendo por lo tanto filamentos de polipropileno fundido; y

(e) posteriormente reducir rápidamente el diámetro de los filamentos obtenidos en la etapa previa hasta un diámetro final,

en el que el polipropileno producido en la etapa (a) es un homopolímero de propileno o un copolímero aleatorio de propileno con uno o más comonómeros, siendo dichos comonómeros etileno o una alfa-olefina C4-C10, comprendiendo dicho copolímero aleatorio hasta 6% en peso de comonómero con relación al peso total del copolímero aleatorio; y en el que el catalizador Ziegler-Natta comprende un compuesto de titanio, que tiene al menos un enlace titanio-halógeno, y un donante interno, ambos sostenidos en un haluro de magnesio en forma activa, con el donante interno comprendiendo al menos 80%p con respecto al peso total del donante interno de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en succinatos, di-cetona, enamino-iminas o combinaciones de estos.

Fibras y materiales no tejidos preparados a partir de polipropileno con gran índice de dispersidad.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de fibras y filamentos con polipropileno que tienen un gran índice de polidispersidad. La presente invención también se refiere a un material no tejido de alta elongación preparado a partir de dichas fibras y filamentos. También se refiere a laminados preparados a partir de un material no tejido de alta elongación.

El polipropileno es uno de los polímeros más ampliamente usados en fibras y materiales no tejidos. Debido a su versatilidad y sus buenas propiedades químicas y mecánicas, el polipropileno es apropiado para cumplir con los requisitos en muchas aplicaciones diferentes. Las fibras y materiales no tejidos de polipropileno se usan, por ejemplo, en las industrias de la construcción y agrícolas, artículos sanitarios y médicos, alfombras y textiles.

Los polipropilenos usados para fibras y materiales no tejidos tienen un flujo del fundido que puede estar en el rango de 5 dg/min a varios miles de dg/min, dependiendo del procedimiento de producción, uso final, etc. Para fibras de alta tenacidad muy fuertes, se prefiere la parte inferior del rango mientras que para el material no tejido en fundido soplado se prefiere la parte superior del rango. Típicamente, el polipropileno usado en la extrusión de fibras tiene un flujo en fundido en el rango de 5 dg/min a aproximadamente 40 dg/min. El polipropileno usado para el material no tejido con filamentos fusionados entre sí típicamente tiene un índice de fluidez de 25 dg/min a 40 dg/min y se caracteriza adicionalmente por una distribución del peso molecular estrecha (Polypropylene Handbook, ed. Nello Pasquini, 2da edición, Hanser, 2005, p. 397) .

El polipropileno se produce generalmente mediante la polimerización de propileno y uno o más comonómeros opcionales en presencia de un catalizador Ziegler-Natta, es decir, un catalizador de coordinación de metal de transición, específicamente un catalizador que contiene haluro de titanio. Estos catalizadores en general también contienen donantes de electrones internos, tales como ftalatos, diéteres o succinatos. El polipropileno producido mediante los catalizadores Ziegler-Natta puede usarse directamente sin modificación para la producción de fibras. El documento W003040442 describe fibras que comprenden un homopolímero de propileno o un copolímero de propileno y al menos uno de etileno y uno o más comonómeros insaturados. Estos polímeros de propileno pueden prepararse con un catalizador Ziegler-Natta que comprende un compuesto de titanio.

El documento US 5.431.994 divulga hilados en fundido de alta resistencia a partir de polímeros de polipropileno que tienen una amplia distribución del peso molecular. La composición del polímero también comprende una mezcla de aproximadamente 0, 1%p de un estabilizador convencional.

A partir del documento US 5.529.850 se conoce que los homopolímeros y copolímeros de propileno se usan para producir productos de fibra. Estos polímeros se preparan en presencia de catalizadores sostenidos específicos.

Sin embargo, de modo de mejorar la procesabilidad y las propiedades de los materiales no tejidos en un material no tejido con filamentos fusionados entre sí, la distribución del peso molecular del polipropileno necesita con frecuencia reducirse, lo que puede hacerse térmicamente o químicamente mediante degradación post-reactor.

La Divulgación de Investigación RD 36347, por ejemplo, divulga el uso de un polipropileno degradado a partir de un flujo en fundido de partida de 1 dg/min a un flujo en fundido final de 20 dg/min en la producción de un material no tejido con filamentos fusionados entre sí. El polipropileno degradado tiene una distribución del peso molecular en el rango de 2, 1 a 2, 6.

Sin ánimo de quedar ligado a ninguna teoría, se cree que en las condiciones de procesamiento usadas en la producción de un material no tejido con filamentos fusionados entre sí, reducir la distribución del peso molecular también reduce la elasticidad de fusión, que a su vez resulta en una reducción de la hinchazón en el troquel y en una menor resistencia al extraer las fibras. Por lo tanto, la estabilidad del procedimiento de hilado, así como la velocidad máxima de hilado, aumenta. Adicionalmente, es más probable que un polipropileno con una limitada distribución del peso molecular retenga la orientación y las buenas propiedades mecánicas del material no tejido.

Sin embargo sigue habiendo una demanda constante de una mejora adicional, tal como por ejemplo una elongación constante y una recuperación elástica parcial mejoradas.

Es un objetivo de la presente invención preparar fibras y filamentos que tienen una elongación excelente.

Es también un objetivo de la presente invención preparar fibras y filamentos que tienen una buena resistencia.

Es un objetivo adicional de la presente invención preparar fibras y filamentos que tienen una recuperación elástica parcial.

Es otro objetivo adicional de la presente invención preparar materiales no tejidos con una alta elongación y buena resistencia a la rasgadura.

Es otro objetivo de la presente invención preparar fibras con capacidad de hilatura estable.

Cualquiera de estos objetivos son al menos parcialmente cumplidos por la presente invención.

Por consiguiente, la presente invención divulga fibras y filamentos preparados a partir de un polipropileno que tiene una distribución de peso de 7 o más, en donde el polipropileno se prepara con un sistema de catalizador Ziegler-Natta que incluye un donante de electrones interno que comprende al menos 80%p de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en succinatos, di-cetonas y enamino-iminas o combinaciones de estos.

Adicionalmente, la presente invención proporciona un procedimiento para la producción de fibras y filamentos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de (a) polimerizar el propileno y uno o más comonómeros opcionales en presencia de

(i) un catalizador Ziegler-Natta y

(ii) un compuesto de organoaluminio,

para producir un polipropileno que tiene una distribución del peso molecular Pm/Nm de al menos 7;

(b) alimentar el polipropileno de la etapa anterior a un extrusor;

(c) posteriormente extrudir por fusión el polipropileno para obtener una corriente de polipropileno fundido;

(d) extrudir la corriente de polipropileno fundido de la etapa (c) a través de un número de capilares finos, usualmente circulares de una hilera, obteniendo por lo tanto filamentos de polipropileno fundido; y

(e) posteriormente reducir rápidamente el diámetro de los filamentos obtenidos en la etapa previa hasta un diámetro final,

en la que el polipropileno producido en la etapa (a) es un homopolímero de propileno o un copolímero aleatorio de propileno con uno o más comonómeros, siendo dichos comonómeros etileno o una alfa-olefina C4-C10, comprendiendo dicho copolímero aleatorio hasta 6% en peso de comonómero con relación al peso total del copolímero aleatorio; y en donde el catalizador Ziegler-Natta comprende un compuesto de titanio, que tiene al menos un enlace titanio-halógeno, y un donante interno, ambos sostenidos en un haluro de magnesio en forma activa, con el donante interno comprendiendo al menos 80%p con respecto al peso total del donante interno, de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en succinatos, di-cetona, enamino-iminas o combinaciones de estos.

Además, la presente invención proporciona el uso de las fibras y filamentos producidos de acuerdo con el procedimiento anterior en láminas agrícolas, láminas de construcción, coberturas bajo techos o geotextiles.

Finalmente, la presente invención también proporciona el uso de un polipropileno de modo de preparar fibras y filamentos de alta elongación,

en la que el polipropileno es un homopolímero de propileno o un copolímero aleatorio de propileno con uno o más comonómeros, siendo dichos comonómeros etileno o una alfa-olefina C4-C10, comprendiendo dicho copolímero aleatorio hasta 6% en peso de comonómero con relación al peso total del copolímero aleatorio; y en donde el polipropileno tiene una distribución del peso molecular de al menos 7; y en donde el polipropileno se produce polimerizando propileno y uno o más comonómeros opcionales en presencia de

(i) un catalizador Ziegler-Natta, y

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1. Un procedimiento de producción de fibras y filamentos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de

(a) polimerizar propileno y uno o más comonómeros opcionales en presencia de

(i) un catalizador Ziegler-Natta, y

(ii) un compuesto de organoaluminio, para producir un polipropileno que tiene una distribución del peso molecular Pm/Nm de al menos 7;

(b) alimentar el polipropileno de la etapa previa a un extrusor;

(c) posteriormente extrudir por fusión el polipropileno para obtener una corriente de polipropileno fundido;

(d) extrudir la corriente de polipropileno fundido de la etapa (c) a través de un número de capilares finos, usualmente circulares de una hilera, obteniendo por lo tanto filamentos de polipropileno fundido; y

(e) posteriormente reducir rápidamente el diámetro de los filamentos obtenidos en la etapa previa hasta un diámetro final,

en el que el polipropileno producido en la etapa (a) es un homopolímero de propileno o un copolímero aleatorio de propileno con uno o más comonómeros, siendo dichos comonómeros etileno o una alfa-olefina C4-C10, comprendiendo dicho copolímero aleatorio hasta 6% en peso de comonómero con relación al peso total del copolímero aleatorio; y en el que el catalizador Ziegler-Natta comprende un compuesto de titanio, que tiene al menos un enlace titanio-halógeno, y un donante interno, ambos sostenidos en un haluro de magnesio en forma activa, con el donante interno comprendiendo al menos 80%p con respecto al peso total del donante interno de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en succinatos, di-cetona, enamino-iminas o combinaciones de estos.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el donante interno consiste esencialmente en un compuesto de succinato.

3. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que en la etapa (a) el propileno y uno o más comonómeros opcionales se polimerizan en presencia adicional de

(iii) un donante de electrones externo (ED) .

4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente la etapa de

(a1) degradar térmicamente o químicamente el polipropileno producido en la etapa (a) a partir de un primer índice de fluidez MFI1 a un segundo índice de fluidez MFI2, de modo que la relación del primer al segundo índice de fluidez, MFI1/MF2 es al menos 2, con el índice de fluidez midiéndose de acuerdo con ISO 1133 a 230º C y 2, 16 kg.

5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los filamentos obtenidos en la etapa (e) no se someten a una etapa de estiramiento adicional.

6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente las etapas de

(f) recolectar los filamentos obtenidos en la etapa (e) en un soporte, y

(g) posteriormente aglutinar los filamentos recolectados para formar un material no tejido aglutinado.

7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente la etapa de

(h) laminar una película al material no tejido unido obtenido en la etapa (g) .

8. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material no tejido es un material no tejido con filamentos fusionados entre sí.

9. El uso de las fibras y filamentos producidos de acuerdo con el procedimiento de las reivindicaciones 1 a 8 en láminas agrícolas, láminas de construcción, coberturas bajo techos o geotextiles.

10. El uso de un polipropileno de modo de preparar fibras y filamentos de alta elongación, en el que el polipropileno es un homopolímero de propileno o un copolímero aleatorio de propileno con uno o más comonómeros, siendo

dichos comonómeros etileno o una alfa-olefina C4-C10, comprendiendo dicho copolímero aleatorio hasta 6% en peso de comonómero con relación al peso total del copolímero aleatorio; y en el que el polipropileno tiene una distribución del peso molecular de al menos 7; y en el que el polipropileno se produce polimerizando el propileno y uno o más comonómeros opcionales en presencia 5 de

(i) un catalizador Ziegler-Natta, y

(ii) un compuesto de organoaluminio; y

en el que el catalizador Ziegler-Natta comprende un compuesto de titanio que tiene al menos un enlace titaniohalógeno, y un donante interno, ambos soportados en un haluro de magnesio en forma activa, con el donante 10 interno comprendiendo al menos 80%p con respecto al peso total del donante interno de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en succinatos, di-cetona, enamino-iminas o combinaciones de estos.

11. El uso de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el donante interno consiste esencialmente en un compuesto de succinato.