ES2250871T3 - Acabados suavizantes de articulos que contienen pilolefinas. - Google Patents

Acabados suavizantes de articulos que contienen pilolefinas.

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Abstract

Empleo de compuestos de Fórmulas Generales (I) y/o (II) A-B-C-B-A (I) A-B-A (II) donde A representa un radical R-COO, siendo R un radical alquílico saturado o insaturado, ramificado o no ramificado con de 7 a 21 átomos de carbono; B representa un grupo (CnH2nO)k, siendo n un número entero de 2 a 4 y pudiendo k presentar los valores de 1 a 15; C representa un radical alquilénico lineal o ramificado con como mínimo 2 y como máximo 6 átomos de carbono. como aditivos internos para el acabado suavizante de artículos que contienen poliolefinas.

Description

Acabados suavizantes de artículos que contienen poliolefinas.
La presente invención está relacionada con aditivos para la hidrofilación permanente de materiales que contienen poliolefinas, preferentemente fibras de polipropileno.
En numerosos casos se tiene que proveer a la superficie de los productos de plástico con efectos especiales, que o bien no se pueden generar de ninguna manera, o sólo de forma incompleta, durante el moldeado por motivos técnicos; o, sin embargo, sólo pueden generarse desfavorablemente por motivos económicos. Un efecto de este tipo es, por ejemplo, la mejora de la suavidad de los productos, especialmente en el caso de artículos, que entran en contacto directo con la piel humana.
En la elaboración de artículos de higiene, como pañales o compresas higiénicas, aunque también de bayetas o geotejido no tejidos, se emplean materiales absorbentes para absorber los fluidos acuosos. Para evitar el contacto directo con el material absorbente al llevarlos puestos y aumentar el confort al portarlos, se recubre este material con un tejido no tejido fino y permeable al agua. Estos tejidos no tejidos se elaboran convencionalmente a partir de fibras sintéticas, como las fibras de poliolefina o poliéster, ya que estas fibras son baratas de producir, presentan buenas propiedades mecánicas y capacidad de carga térmica. Con esta aplicación en mente, resulta también deseable proporcionar tejidos no tejidos, que presenten altos niveles de suavidad.
Estos aditivos se procesan generalmente junto con un granulado de poliolefina para dar una premezcla (masterbatch), que se añade entonces como tal a los gránulos de polímero antes del procesamiento a fibras u otros productos finales y, a continuación, se extrusiona. Sin embargo, es deseable, por motivos de costes, poder incorporar estos aditivos directamente al extrusionador durante el proceso de extrusión.
El objetivo de la presente invención consiste, en consecuencia, en proporcionar aditivos para la mejora de la suavidad de las fibras de poliolefinas y/o de los artículos que las contengan.
Una primera finalidad de la presente invención es el empleo de compuestos de Fórmulas Generales (I) o (II), para el acabado suavizante de artículos que contienen poliolefinas.
(I)A-B-C-B-A
(II)A-B-A
En estas Fórmulas, A representa en cada caso un radical R-COO, siendo R un radical alquílico saturado, ramificado o no ramificado con de 7 a 21 átomos de carbono; B representa en cada caso un grupo (C_{n}H_{2n}O)_{k}, siendo n un número entero de 2 a 4 y pudiendo k presentar los valores de 1 a 15; y C en la Fórmula (I) representa un radical alquilénico lineal o ramificado con como mínimo 2 y como máximo 6 átomos de carbono. El índice k se refiere en este contexto al grupo B individual y no indica el número total de grupos B en la molécula. El índice k varía en función de los diferentes grados de alcoxilación, técnicamente determinados, de las moléculas individuales y puede por eso ser también un número impar.
Los compuestos de Fórmula General (I) se obtienen, por ejemplo, mediante reacción de polialquilenglicoles con alcóxidos y con ácidos grasos saturados. Deben estar presentes tanto los dioles con de 2 a 6 átomos de carbono, que conforman la unidad estructural C de los aditivos acordes a la invención, como también los óxidos de etileno, propileno y/o butileno, que conforman los grupos B en los compuestos conformes a la invención. Los grupos hidroxílicos libres de los alcóxidos se terminan con ácidos grasos saturados con de 8 a 22 átomos de carbono. Estos compuestos y su elaboración se conocen gracias a la DE 10123863.0 de la candidata.
Los dioles se seleccionan preferentemente del grupo formado por 1,2-etanodiol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol y 1,4-butanodiol. En principio, se pueden emplear también mezclas de dioles, habiéndose mostrado beneficioso el empleo de un único diol en la reacción.
Los alcóxidos se seleccionan del grupo formado por los óxidos de etileno, propileno y butileno y sus mezclas. Si se hacen reaccionar alcóxidos de diversos tipos, la alcoxilación puede verificarse tanto en bloque como de forma aleatoria. El número de unidades de alcóxido en los compuestos de Fórmula (I) oscila en total en el intervalo de 2 a 30, de forma que k puede tomar en cada caso valores de 1 a 15. Se prefieren aquellos compuestos de Fórmula (I) en los que k representa, en cada caso, números de 2 a 15, especialmente de 4 a 10 y muy especialmente 10. Se prefieren también los compuestos de Fórmula (I) que contienen unidades de óxido de etileno como grupo B, preferentemente sólo unidades de óxido de etileno.
Los ácidos grasos saturados apropiados, que pueden formar el grupo A de los compuestos acordes a la invención, se seleccionan preferentemente del grupo constituido por los ácidos octanoico, nonanoico, decanoico, undecanoico, dodecanoico, tridecanoico, tetradecanoico, pentadecanoico, hexadecanoico, heptadecanoico y octadecanoico, así como nonadecanoico, eicosanoico y heneicosanoico, así como docosanoico. Se prefieren aquellos compuestos de Fórmula (I) en los que R representa un radical alquílico saturado con de 9 a 13 y/o de 9 a 11 átomos de carbono. Se prefieren muy especialmente los compuestos de Fórmula (I) basados en los ácidos decanoico (C_{10}) y undecanoico (C_{11}).
Se prefieren aquellos compuestos de Fórmula (I), cuyo punto de niebla es inferior a 12ºC, preferentemente inferior a 10ºC y especialmente inferior a 6ºC. Con especial ventaja se seleccionan los compuestos de Fórmula (I) entre aquellos, cuyo punto de niebla es inferior a 5ºC y especialmente inferior a 3ºC.
Se prefieren los compuestos de Fórmula (I) que sirven como aditivos en el sentido de la presente invención, en los que R representa un radical alquílico lineal con 9 átomos de carbono, k tiene el valor 5, n vale 2 y C representa un radical CH_{2}CH_{2}(CH_{3}) o donde R representa un radical alquílico lineal con 11 átomos de carbono, k tiene el valor 5, n vale 2 y C representa un radical CH_{2}-CH_{2}(CH_{3}).
Los aditivos conformes a la invención se pueden emplear en solitario o en mezclas entre ellos. Además, se pueden añadir aditivos adicionales, conocidos gracias al estado de la técnica, para la extrusión y/o elaboración de los polímeros.
Además de los aditivos de Fórmula (I) se pueden emplear también los de Fórmula (II). Estos compuestos de Fórmula (II) se elaboran mediante reacción de dos partes de ácidos grasos con de 8 a 22, preferentemente con de 10 a 12 átomos de carbono, con una parte de polietilenglicol. Preferentemente se hacen reaccionar polietilenglicoles con un peso molar de 300 a 600, preferentemente de 400, con ácidos grasos o sus derivados según procedimientos ya conocidos, preferentemente en presencia de catalizadores. Se prefieren especialmente los ácidos grasos saturados con de 10 a 12 átomos de carbono y, como derivados apropiados de ácido graso, se prefieren los metilésteres de ácidos grasos C_{10}- a C_{12}-. Los componentes alcohólico y ácido se hacen reaccionar en una razón molar de aproximadamente 1 a 2. Se prefiere especialmente el empleo de productos de reacción del polietilenglicol de peso molar 400 con ácido decanoico o láurico. También se pueden hacer reaccionar mezclas de los ácidos con el polietilenglicol. Los compuestos de Fórmula (II) son objeto del documento de patente WO 01175199. En este documento se presenta también el empleo de compuestos de Fórmula (II) para la hidrofilación de fibras que contienen poliolefinas, sin sugerir que los aditivos sirven también para el acabado suavizante.
En el contexto de la presente invención, los aditivos se emplean para la mejora de la suavidad en materiales que contienen poliolefinas, preferentemente fibras, materiales laminares, como tejidos no tejidos y películas.
En cuanto a los materiales que contienen poliolefinas, resulta apropiado cualquier tipo de polímero y copolímero conocido a base de etileno o propileno. También son fundamentalmente apropiadas las mezclas de poliolefinas puras con copolímeros. Igualmente se pueden emplear los aditivos en mezclas de poliolefinas con otros polímeros sintéticos o naturales, por ejemplo, celulosa o cáñamo, para otorgar a las fibras de poliolefinas una mejor suavidad.
En la siguiente recopilación se enumeran los tipos de polímero especialmente apropiados para lo aprendido conforme a la invención: poli(etilenos) como HDPE (polietileno de alta densidad), LDPE (polietileno de baja densidad), VLDPE (polietileno de muy baja densidad), LLD-PE (polietileno lineal de baja densidad), MDPE (polietileno de densidad media), UHMPE (polietileno de peso molecular ultra alto), VPE (polietileno reticulado), HPPE (polietileno a alta presión); poli(propilenos) como polipropileno isotáctico; polipropileno sindiotáctico; polipropileno PP catalizado con metaloceno, polipropileno de alto impacto, copolímeros aleatorios a base de etileno y propileno, copolímeros en bloque a base de etileno y propileno; EPM (poli[etileno-co-propileno]); EPDM (poli[etileno-co-propileno-co-dieno conjugado]).
Otros tipos de polímeros apropiados son: poli(estirol); poli(metilestirol); poli(oximetileno); copolímeros de alpha-olefinas o ciclo-olefinas catalizados con metaloceno como los copolímeros norborneno-etileno; copolímeros, que contienen como mínimo un 60% de etileno y/o estirol y menos del 40% de monómeros como el acetato de vinilo, acrilatos, metacrilatos, ácido acrílico, acrilonitrilo, cloruro de vinilo. Son ejemplos de estos polímeros: poli(etileno-co-etil-acrilato), poli(etileno-co-acetato de vinilo), poli(etileno-co-cloruro de vinilo), poli(estirol-co-acrilonitrilo). Resultan también apropiados los copolímeros de injerto así como las mezclas poliméricas, es decir, mezclas de polímeros, donde entre otros se encuentran los polímeros arriba citados, por ejemplo mezclas de polímeros a base de polietileno y polipropileno.
Los aditivos en el sentido de la presente invención sirven también para el acabado suavizante de las denominadas fibras "bico" (fibras núcleo-envoltura), elaboradas a partir de PES/PE o PP/PE.
En el contexto de la presente invención, se prefieren especialmente los homo- y copolímeros a base de etileno y propileno. En un modo de ejecución de la presente invención se emplea como poliolefina exclusivamente el polietileno correspondiente; en otro modo de ejecución, exclusivamente polipropileno; y en otro modo de ejecución adicional, copolímeros a base de etileno y propileno.
En un modo de ejecución muy especialmente preferido de la invención se aplican aditivos a las fibras de polipropileno. Estas fibras presentan preferentemente una velocidad de flujo de la masa fundida de más de 10 a 1500 dg/min (medido a 230ºC y 2,16 kg de carga), pudiendo preferirse las fibras con, por ejemplo, de 150 a 1200 ó de 20 a 25 y/o de 400 a 1000 dg/min.
Se facilita un procedimiento para el acabado suavizante de artículos, que contienen poliolefinas total o parcialmente, en el que se añaden compuestos de Fórmula (I) y/o(II) a los gránulos de polímero, que contienen poliolefinas total o parcialmente, en concentraciones del 0,1 al 5% en peso (relativo al granulado), y, a continuación, se procesan de forma conocida para dar fibras o películas, preferentemente mediante extrusión.
Los artículos, preferentemente fibras y/o películas, o materiales laminares como los tejidos no tejidos, de estas fibras, contienen los aditivos preferentemente en concentraciones del 0,1 al 10%, preferentemente del 0,1 al 2,0% y especialmente del 0,1 al 1,8% en peso, relativo al peso total de los artículos. Estas concentraciones se encuentran parcialmente muy por debajo de las concentraciones conocidas para la consecución de la hidrofilación. El empleo conforme a la invención de compuestos de Fórmulas (I) y/o (II) como aditivos internos conduce a productos que contienen poliolefinas con buena suavidad. En principio, las fibras acabadas con los aditivos acordes a la invención pueden naturalmente experimentar incluso un tratamiento suavizante externo. A este respecto, resulta beneficioso que la cantidad de imprimación superficial empleada en este tratamiento externo adicional pueda mantenerse claramente por debajo que en el caso del acabado suavizante interno.
Ejemplo
El efecto suavizante de los aditivos acordes a la invención se comprobó de la siguiente manera. Se elaboraron dos tejidos de PP no tejidos spunbonded: uno con adición de un aditivo de Fórmula (I) conforme a la invención (1,8% en peso), otro sin esta adición. A continuación se determinó la suavidad de los tejidos no tejidos mediante una prueba de tacto. Las posibles evaluaciones de tacto iban de 1 = muy suave a 4 = áspero. Mientras que el tejido no tejido sin aditivo obtuvo la calificación 3-4, se evaluó el tejido no tejido conforme a la invención con un 2.

Claims (12)

1. Empleo de compuestos de Fórmulas Generales (I) y/o (II)
(I)A-B-C-B-A
(II)A-B-A
donde
A
representa un radical R-COO, siendo R un radical alquílico saturado o insaturado, ramificado o no ramificado con de 7 a 21 átomos de carbono;
B
representa un grupo (C_{n}H_{2n}O)_{k}, siendo n un número entero de 2 a 4 y pudiendo k presentar los valores de 1 a 15;
C
representa un radical alquilénico lineal o ramificado con como mínimo 2 y como máximo 6 átomos de carbono.
como aditivos internos para el acabado suavizante de artículos que contienen poliolefinas.
2. Empleo conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque, en la Fórmula (I), R representa un radical alquílico lineal saturado con de 9 a 13 y preferentemente de 9 a 11 átomos de carbono.
3. Empleo según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque, en la Fórmula (I), k representa valores 1 a 15, preferentemente de 4 a 10 y especialmente 5.
4. Empleo según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, en la Fórmula (I), C representa los radicales CH_{2}-CH_{2}, CH_{2}-CH(CH_{3}), CH_{2}-CH_{2}-CH_{2} o (CH_{2})_{4}.
5. Empleo según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, en la Fórmula (I), n representa el número 2.
6. Empleo según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, en la Fórmula (I), R representa un radical alquílico lineal con 9 átomos de carbono, k tiene el valor 5, n vale 2 y C representa un radical CH_{2}CH_{2}(CH_{3}).
7. Empleo según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, en la Fórmula (I), R representa un radical alquílico lineal con 11 átomos de carbono, k tiene el valor 5, n vale 2 y C representa un radical CH_{2}-CH_{2}(CH_{3}).
8. Empleo según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los compuestos de Fórmula (I) presentan un punto de niebla de inferior a 12ºC, preferentemente inferior a 10ºC y especialmente inferior a 6ºC.
9. Empleo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los compuestos de Fórmula (I) presentan un punto de niebla de inferior a 5ºC y preferentemente inferior a 3ºC.
10. Empleo según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los compuestos de Fórmula (II) se elaboran mediante la reacción de dos partes de ácidos grasos con de 8 a 22 átomos de carbono con una parte de polietilenglicol.
11. Empleo según la reivindicación 10, caracterizado porque los compuestos de Fórmula (II) se elaboran mediante la reacción de dos partes de ácidos grasos con de 10 a 12 átomos de carbono con una parte de polietilenglicol.
12. Empleo según las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado porque en la reacción se elaboran polietilenglicoles con pesos molares de 300 a 600, preferentemente de 400 a 500.
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