ES2342386T3 - Filamentos polimericos dotados de una seccion perfilada. - Google Patents

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Abstract

Un filamento polimérico sintético que comprende: una sección transversal que incluye al menos siete segmentos contiguos con configuración en zigzag, teniendo dicha sección transversal una anchura nominal, una longitud nominal y un espesor nominal, en el que una proporción entre la anchura nominal y el espesor nominal es menor de 3; y el filamento tiene una proporción entre indentación y espesor entre aproximadamente 0,25 y 0,6.

Description

Filamentos poliméricos dotados de una sección perfilada.
Campo de la invención
La presente invención versa acerca de filamentos poliméricos sintéticos que tienen una sección transversal con perfil de doble "W" normal al eje longitudinal del filamento y un eje de simetría de 180 grados.
Antecedentes de la invención
Las fibras o los filamentos textiles derivados de los polímeros sintéticos, en particular polímeros de poliamida como el nailon 66 y el nailon 6, y los hilos de filamentos múltiples extrudidos a partir de masa fundida de los mismos polímeros de poliamida, son producidos para muchos usos de indumentaria. La forma más común del corte transversal (tomado de forma longitudinal con respecto al eje largo del filamento) de cada filamento comprendido en los hilos de filamentos múltiples es circular. Sin embargo, existen muchas variaciones en las formas de las secciones transversales de los filamentos individuales. Estas incluyen un filamento con corte transversal con forma de "hueso de perro", disponible comercialmente en E. I. DuPont de Nemours and Company, de Wilmington, Delaware, EE. UU., y denominado TACTEL® Diábolo. La solicitud de patente estadounidense número 2002-0034903-A1 (Shoemaker, et al.) da a conocer un filamento con un corte transversal de forma bilobulada. Otras formas conocidas incluyen la trilobulada o incluso hexalobulada, dadas a conocer en el documento de patente japonesa Kokoku 01-20243B (Nihon Ester KK). La patente estadounidense número 5.152.014 muestra otra fibra con sección transversal multilobular, disponible en DuPont y denominada Coolmax^{TM}.
El documento US 2.959.839 describe fibras sintéticas dotadas de una configuración en zigzag con una proporción anchura-espesor de al menos tres y una proporción de indentación-espesor de al menos un tercio.
Los con formas de corte transversal distintas a la circular proporcionan hilos de filamentos múltiples para tejidos y prendas con estéticas visuales variadas, incluyendo las conocidas en la técnica como brillo, iridiscencia, aspecto mate y opacidad o cubrimiento potenciados. También se logran un peso más ligero del tejido y una planicidad del tejido mediante variaciones en la forma de la sección transversal de los filamentos individuales. Entre estas numerosas fibras con sección transversal perfilada usadas en los filamentos sintéticos para ropa, se han desarrollado ciertas secciones transversales diversas para mejorar la capacidad de los filamentos para absorber o embeber la humedad.
Se considera que la absorción de la humedad, que se refiere al movimiento capilar del agua a través o a lo largo de las fibras, es una característica deseable en los tejidos de ropa, dado que potencia la comodidad del usuario al distribuir la humedad apartándola de la piel, de modo que pueda evaporarse con mayor facilidad. Además, se han desarrollado combinaciones de cortes transversales, denier por filamento (dpf) y preparados de acabado aplicados a los filamentos y los tejidos para potenciar la capacidad de los filamentos para absorber o embeber la humedad. Por ejemplo, se han desarrollado tejidos "de dos caras" para contribuir a mover la humedad del interior al exterior del tejido gracias a la química de la superficie. Típicamente, los tejidos de dos caras tienen filamentos de denier por filamento (dpf) fino fundamentalmente en el exterior, y filamentos con dpf más basto fundamentalmente en el interior. Aunque este tejido "de dos caras" se produce con facilidad en telas de punto por trama mediante una construcción de punto, hay lugar para mejoras adicionales en la absorción a través de la forma óptima de los filamentos individuales. Además, las telas de punto por urdimbre y tejidas son difíciles y caras de producir de una manera que mantenga la ubicación del filamento fundamentalmente en una u otra cara. Por lo tanto, especialmente en los tejidos y en los tejidos de punto por urdimbre, se necesita un filamento que proporcione una absorción superior de la humedad para mejorar la comodidad del usuario, especialmente para gente activa.
Existe una necesidad continuada de proporcionar hilos sintéticos de filamentos múltiples que proporcionen a los tejidos propiedades potenciadas de absorción de la humedad, así como una textura suave del tejido y un lustre sedoso para la ropa.
Resumen de la invención
La presente invención versa acerca de un hilo de filamentos múltiples formado en parte de filamentos poliméricos sintéticos que tienen formas con sección transversal de doble "W" (vista normal al eje longitudinal de los filamentos).
La sección transversal de los filamentos incluye al menos siete segmentos contiguos con configuración en zigzag. Preferentemente, los segmentos adyacentes forman un ángulo entre aproximadamente 40 grados y aproximadamente 60 grados. La sección transversal de los filamentos tiene una anchura nominal, una longitud nominal y un espesor nominal. La proporción entre la anchura nominal y el espesor nominal es menor de 3, y la proporción entre indentación y espesor está entre aproximadamente 0,25 y 0,6. Preferentemente, el filamento tiene un denier por filamento entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 4,0.
Preferentemente, el filamento polimérico sintético comprende un polímero sintético de poliamida seleccionado del grupo constituido por: adipamida de polihexametileno; policaproamida; polienantamida; nailon 10; polidodecanolactamo; adipamida de politetrametileno; homopolímero de sebacamida de polihexametileno; una poliamida de ácido n-dodecanodióico y homopolímero de hexametilenodiamina, y una poliamida de dodecametilenodiamina y ácido n-dodecanodióico.
Puede formarse un hilo, al menos en parte, del filamento polimérico sintético de la invención. Cuando se forma un hilo de varios filamentos, el filamento polimérico sintético de la invención comprende, preferentemente, al menos aproximadamente un 50% del número total de filamentos de dicho hilo. Preferentemente, el hilo tiene un denier de entre aproximadamente 15 y aproximadamente 200.
Puede formarse un tejido con el hilo que incluye filamentos poliméricos sintéticos según la invención. Un tejido de doble cara puede incluir los hilos que incluyen las fibras o las fibras según la invención en una cara o en ambas caras. Puede aplicarse un agente humectante a una cara del tejido para potenciar la absorción de humedad. Los agentes humectantes adecuados incluyen la poliamida hidrófila, la silicona hidrófila y el poliéster hidrófilo.
El filamento polimérico sintético según la invención tiene una sección transversal que incluye siete segmentos contiguos con configuración en zigzag, en la que cada segmento define un extremo proximal y un extremo distal, en la que un extremo distal de un primer segmento está conectado con un extremo proximal de un segundo segmento, en la que un extremo distal del segundo segmento está conectado con un extremo proximal de un tercer segmento, en la que un extremo distal del tercer segmento está conectado con un extremo proximal de un cuarto segmento, en la que un extremo distal del cuarto segmento está conectado con un extremo proximal de un quinto segmento, en la que un extremo distal del quinto segmento está conectado con un extremo proximal de un sexto segmento, en la que un extremo distal del sexto segmento está conectado con un extremo proximal de un séptimo segmento, y en la que está definido un punto de giro a lo largo del cuarto segmento y en la que la sección transversal del filamento es simétrica cuando se gira 180 grados en torno a dicho punto de giro. En esta configuración de corte transversal en zigzag, los segmentos adyacentes forman un ángulo entre aproximadamente 40 grados y aproximadamente 60 grados. Un hilo puede estar formado al menos en parte a partir del filamento polimérico sintético con la configuración de corte transversal en zigzag, y puede formarse un tejido a partir de tal hilo o de tales filamentos. El tejido puede ser un tejido de doble cara a una de cuyas caras se ha aplicado un agente humectante para potenciar la absorción de
humedad.
Los filamentos según la presente invención son especialmente adecuados para fabricar tejidos para ropa dotados de una elevada capacidad de absorción de la humedad, combinada con una textura suave del tejido y un aspecto de lustre sedoso.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una representación de un filamento según la invención que tiene una sección transversal con forma de doble "W";
la Figura 2 es una representación de una placa de hilera que tiene cuatro capilares, cada uno de los cuales comprende 7 ranuras para producir filamentos según la invención que tienen una sección transversal con forma de doble "W" invertida;
la Figura 3 es una representación de un único capilar de hilera que comprende siete ranuras para producir filamentos que tienen una sección transversal con forma de doble "W" invertida;
la Figura 4 es una representación de una sección transversal de una realización preferida del filamento con corte transversal con forma de doble W según la invención.
Descripción detallada de la invención
La forma del corte transversal de los filamentos de la invención es una forma de doble "W" que tiene, tal como se representa en la Fig. 1, un eje de simetría de 180 grados. La forma de doble "W" incluye una "W" derecha que comparte un cuarto trazo con una "W" invertida. El eje de simetría de 180 grados significa que cuando la sección transversal gira 180 grados en torno a su punto central P, la forma del corte transversal girado es idéntica a la forma del corte transversal inicial previo a la rotación. En la Fig. 1 se muestra el punto central P para la referencia en esta descripción, y no sería visible de esta manera en un filamento según la invención.
La forma preferida del corte transversal del filamento comprende siete segmentos contiguos que se original a partir de un primer extremo libre 1a de la forma de corte transversal y que pasa por los siete segmentos (10, 20, 30, 40, 50, 60 y 70) hasta el extremo libre 7 del séptimo segmento 70. El primer segmento 10 se conecta con el segundo segmento 20 en un primer vértice 1b formado en la unión del primer segmento 10 con el segundo segmento 20. El segundo segmento 20 se conecta con el tercer segmento 30 en un segundo vértice 2 formado en la unión del segundo segmento 20 con el tercer segmento 30. El tercer segmento 30 se conecta con el cuarto segmento 40 en un tercer vértice 3 formado en la unión del tercer segmento 30 con el cuarto segmento 40. El cuarto segmento 40 se conecta con el quinto segmento 50 en un cuarto vértice 4 formado en la unión del cuarto segmento 40 con el quinto segmento 50. El quinto segmento 50 se conecta con el sexto segmento 60 en un quinto vértice 5 formado en la unión del quinto segmento 50 con el sexto segmento 60. Por último, el sexto segmento 60 se conecta con el séptimo segmento 70 en un sexto vértice 6 formado en la unión del sexto segmento 60 con el séptimo segmento 70. El corte transversal termina en el segundo extremo libre 7. En esta configuración, los segmentos adyacentes forman, preferentemente, un ángulo entre aproximadamente 40 grados y aproximadamente 60 grados.
Los filamentos de la invención están compuestos de un polímero termoplástico sintético. Más en particular, los filamentos de la presente invención pueden comprender homopolímeros y copolímeros de polímeros hilables a partir de masa fundida. Los polímeros hilables a partir de masa fundida particularmente preferidos incluyen las poliamidas, tales como la adipamida de polihexametileno (nailon 6,6); la policaproamida (nailon 6); la polienantamida (nailon 7); el nailon 10; el polidodecanolactamo (nailon 12); la adipamida de politetrametileno (nailon 4,6); el homopolímero de sebacamida de polihexametileno (nailon 6,10); una poliamida de ácido n-dodecanodióico y homopolímero de hexametilenodiamina (nailon 6,12); y una poliamida de dodecametilenodiamina y ácido n-dodecanodióico (nailon 12,12).
Los procedimientos de fabricación de los homopolímeros y los copolímeros usados en la presente invención son conocidos en la técnica y pueden incluir el uso de catalizadores, de cocatalizadores y de ramificadores de cadena para formar los copolímeros, tal como se conoce en la técnica. Preferentemente, el polímero formador de la fibra es al menos una poliamida, dando que las poliamidas son, por lo general, más suaves debido al coeficiente inferior, y son más hidrófilas, debido a la química de su superficie. Más preferentemente, el polímero es una poliamida como el nailon 6, el nailon 6,6 o una combinación de los mismos. Lo más preferente es que la poliamida sea nailon 6,6.
Los polímeros y los filamentos, hilos y prendas de vestir resultantes de la presente invención pueden comprender aditivos convencionales, que se añaden durante el proceso de polimerización o al polímero o al artículo formados, y pueden contribuir a la mejora de las propiedades del polímero o de la fibra. Ejemplos de estos aditivos incluyen antiestáticos, antioxidantes, antimicrobianos, agentes ignífugos, colorantes, fotoestabilizadores, catalizadores y auxiliares de la polimerización, promotores de la adhesión, deslustrantes como el dióxido de titanio, agentes para dar un acabado mate, fosfatos orgánicos y combinaciones de los mismos.
Los polímeros y los filamentos, los hilos, los tejidos y las prendas de vestir resultantes de la presente invención pueden ser tratados en su superficie con tratamientos hidrófilos o acabados permanentes o semipermanentes. Por lo general, estos tratamientos mejoran la propiedad de absorción de la humedad de los tejidos y de las prendas de vestir. Los tratamientos superficiales adecuados útiles en la presente invención incluyen las composiciones poliméricas hidrófilas, como las poliamidas fabricadas con segmentos hidrófilos, tales como los copolímeros de poli(adipamida de hexametileno)-poli[adipamida de poli(oxietileno)] [CAS nº 92717-79-8], tal como se describe en la patente estadounidense nº 4.468.505; las microemulsiones hidrofilizantes, como el "Líquido Sandotor HV", que está disponible comercialmente en Clariant; los copoliésteres hidrófilos, como un copoliéster que contiene segmentos tanto de diéster de polioxietileno como de diéster de alquileno; y ciertos tensioactivos no iónicos, como los descritos en la patente canadiense nº 1.234.656. Estos tratamientos superficiales varían en su capacidad de mejorar el rendimiento en la absorción de agua y de variar en su durabilidad o su resistencia a la eliminación mediante el lavado. Esta variabilidad en el rendimiento depende de varios factores, incluyendo la composición de la fibra tratada, la cantidad de tratamiento absorbente aplicado a la fibra y la resistencia del tratamiento al lavado.
Se ha descubierto que los copolímeros de poli(adipamida de hexametileno)-poli[adipamida de poli(oxietileno)] son particularmente útiles para tratar artículos de la presente invención. Los polímeros se componen de segmentos de adipamida de polioxietileno y de segmentos de poli(adipamida de hexametileno). Los segmentos de adipamida de (poli)oxietileno se forman de la reacción de una diamina de (poli)oxietileno [CAS nº 65605-36-9] con ácido adípico. La diamina de (poli)oxietileno puede incluir cantidades secundarias, por ejemplo de menos del 25% molar, de grupos de oxipropileno con grupos de oxietileno.
Los segmentos de adipamida de polioxietileno tienen una afinidad elevada por el agua e imparten un carácter hidrófilo al copolímero y, por ende, a la fibra tratada, mientras que los segmentos de poli(adipamida de hexametileno) tienen poca solubilidad en el agua y, por ello, imparten rendimiento al tratamiento de la fibra. Estos copolímeros de adipamida son especialmente útiles cuando el polímero usado en el sustrato que debe tratarse en nailon 6, nailon 6,6 o combinaciones de los mismos, y son sumamente preferidos para su uso cuando la poliamida es nailon 6,6.
La longitud de cada uno de los segmentos de adipamida de polioxietileno y de los segmentos de poli(adipamida de hexametileno) puede variar. Aumentar la longitud de los segmentos de poli(adipamida de hexametileno) aumenta la propiedad de absorción del agua del tratamiento, mientras que aumenta simultáneamente su solubilidad en el agua y, así, disminuye su durabilidad al lavado. Aumentar la longitud de los segmentos de poli(adipamida de hexametileno) disminuye su solubilidad en el agua y, por ende, aumenta su durabilidad del tratamiento al lavado.
La longitud adecuada del segmento de adipamida de polioxietileno también está determinada en cierta medida por la disponibilidad comercial de la diamina de poli(oxietileno). Las diaminas de poli(oxietileno) con pesos moleculares de 600, 900 y 2000 están disponibles en Huntsman Corporation, y, por ello, son especialmente útiles. Se denominan XTJ-500, XTJ-501 y XTJ-502.
La cantidad relativa mutua de cada uno de estos segmentos también puede variarse en cualquier proporción deseada. Aumentar la proporción de los segmentos de adipamida de polioxietileno aumenta la propiedad de absorción del agua del tratamiento, mientras que, simultáneamente, aumenta su solubilidad en el agua y, por ende, disminuye su durabilidad al lavado. En cambio, aumentar la proporción de los segmentos de poli(adipamida de hexametileno) disminuye su solubilidad en el agua y, por ende, aumenta su durabilidad al lavado. Puede lograrse un equilibrio de las cantidades relativas y las longitudes de los segmentos de adipamida de polioxietileno y de poli(adipamida de hexametileno) en el copolímero para maximizar el rendimiento de la absorción del agua mientras que se mantiene una durabilidad adecuada al lavado reiterado. Un copolímero preferido para la presente invención emplea diaminas de poli(oxietileno) de peso molecular entre aproximadamente 900 y aproximadamente 2000, con porcentajes en peso de nailon 6-6 que oscilan entre aproximadamente 18-22%. Los polímeros pueden fabricarse según se describe en la patente estadounidense nº 4.468.505.
Estos copolímeros pueden ser disueltos en cualquier solución adecuada cuando se usan en la presente invención. Se ha descubierto que un sistema preferido es una solución de 1,2-propanodiol y agua. Esta combinación proporciona una solución que puede ser aplicada a los tejidos o bien por sí sola o en combinación con otros agentes de tratamiento, tal como se describe más abajo. La cantidad de copolímero de poli(adipamida de hexametileno)-poli[adipamida de poli(oxietileno)] en la solución puede oscilar entre aproximadamente el 0,1% y aproximadamente el 40% en peso. El intervalo más preferido es entre aproximadamente el 8% y aproximadamente el 15%. A porcentajes más elevados de copolímero, la solución tiene tendencia a gelificarse. Los porcentajes inferiores son aceptables, pero son menos económicos. Para su aplicación al tejido, la solución puede ser diluida adicionalmente con agua para facilitar la aplicación de solo la cantidad deseada de acabado sin una aplicación excesiva.
Se usa 1,2-propanodiol para facilitar la disolución de los copolímeros en agua. Una cantidad preferida de 1,2-propanodiol es aproximadamente igual en peso a la del copolímero de poliamida hidrófila. Puede usarse más 1,2-propanodiol (por ejemplo, 1,5 veces el peso del copolímero), pero ello puede prolongar el tiempo de secado requerido en el procedimiento de aplicación. Puede usarse menos 1,2-propanodiol (por ejemplo, 0,5 veces el peso del copolímero), pero ello reduce la solubilidad del copolímero de poliamida hidrófila. Tal como enseña la patente estadounidense nº 4.468.505, el uso de 1,2-propanodiol se prefiere al del etanol porque no es inflamable, es menos tóxico, menos cancerígeno, puede usarse una cantidad menor del mismo y tiene un punto de ebullición más elevado y, por lo tanto, es menos fugaz.
Los copoliésteres hidrófilos también son agentes hidrófilos útiles en la presente invención. Los copoliésteres hidrófilos incluyen los poliésteres que contienen segmentos tanto de diéster de polioxietileno como de diéster de alquileno. Pueden ser copoliésteres simples, es decir, pueden contener únicamente segmentos de diéster de polioxietileno y de diéster de polialquileno, derivándose el copoliéster de un único óxido de polietileno, diéster y glicol. Los óxidos de polietileno de diversos pesos moleculares, el tereftalato de dimetilo y el etilenglicol son las materiales primas más comunes para estos copolímeros, principalmente debido al costo y a su disponibilidad. Son posibles numerosas variaciones en los comonómeros usados para preparar estos copoliésteres hidrófilos simples. Estos copolímeros se dan a conocer en la patente estadounidense nº 3.416.952. Ejemplos de estos copolímeros incluyen "ZELCON" 5126 [CAS nº 9074-67-3], que está disponible comercialmente en Stepan Company, y "MILEASE" T [CAS nº 9016-88-0], que está disponible comercialmente en Imperial Chemical Industries, Limited, Londres, Inglaterra. Tanto "ZELCON" 5126 como "MILEASE" T se venden en una forma de dispersión acuosa que contiene hasta un 85% de agua.
Estas composiciones de tratamiento hidrófilo permanente o semipermanente descritas previamente pueden ser aplicadas al tejido o a la fibra mediante cualquier medio adecuado, como el barrido, la pintura, la inmersión, la espumación, el suministro en la pasada de un rodillo, pulverización u otros medios. Típicamente, la composición se aplica a un nivel mínimo de al menos un 0,1% en peso de los sólidos en la fibra, preferentemente al menos un 0,5% en peso de los sólidos en la fibra, para lograr absorción del agua y durabilidad. La aplicación a niveles más elevados mejorará el carácter hidrófilo. Tal el secado o la eliminación del disolvente, permanece en el tejido o la superficie de la fibra un revestimiento hidrófilo duradero. Este revestimiento hace que el agua colocada en la superficie moje rápidamente la tela y se desplace a lo largo de la longitud de la fibra y por la capa de tela.
Otros aditivos que pueden aplicarse a las fibras, por ejemplo, durante los procesos de hilatura y/o de estirado incluyen los antiestáticos, los agentes alisadores, promotores de la adhesión, antioxidantes, antimicrobianos, agentes ignífugos, lubricantes y combinaciones de los mismos. Además, tales aditivos adicionales pueden ser añadidos durante diversas etapas del proceso, tal como se conoce en la técnica.
Para formar hilos, los filamentos de la presente invención que tienen la sección transversal en doble "W" pueden mezclarse con filamentos de otras secciones transversales, por ejemplo de sección transversal circular, y/o con polímeros.
Los filamentos de la presente invención se forman mediante cualquier procedimiento adecuado de hilatura, que puede variar en función del tipo de polímero usado, tal como se conoce en la técnica. Por lo general, se funde el polímero hilable a partir de masa fundida es derretido y extrudido por medio de un orificio capilar de hilera que tiene un diseño correspondiente a la sección transversal deseada de doble "W" de la presente invención. Acto seguido, las fibras extrudidas se apagan o se solidifican con un medio adecuado, como el aire, para extraer el calor de las fibras que abandonan el orificio capilar. Después del apagado, se hace que los filamentos converjan, se entrelacen y se ovillen como un haz de múltiples filamentos.
El capilar de hilera usado para producir los filamentos de la presente invención puede ser cualquier capilar capaz de producir la sección transversal de doble "W" descrita más arriba. Una placa capilar de hilera adecuada está representada por la Figura 2 del presente documento, que muestra cuatro filas de aberturas de ranura, teniendo cada fila siete ranuras separadas entre sí y separadas angularmente en una configuración en zigzag. La placa de hilera representada de forma esquemática por la Figura 2 es capaz de formar cuatro (4) filamentos idénticos de corte transversal con forma de doble "W".
En la Figura 3 se representa una sola fila de ranuras capilares de hilera. Un ángulo \theta formado por cualquier par de segmentos de ranuras adyacentes está entre aproximadamente 40º y 60º de arco. Además, con referencia a la Figura 3, los segmentos de las ranuras pueden tener cualquier longitud (L); por ejemplo, entre aproximadamente 0,130 mm y aproximadamente 130 mm, preferentemente entre aproximadamente 0,25 mm y aproximadamente 0,50 mm, y cualquier anchura (D), como, por ejemplo, entre aproximadamente 0,025 mm y aproximadamente 0,40 mm, preferentemente entre aproximadamente 0,075 mm y aproximadamente 0,130 mm.
Los capilares de hilera a través de los que se extrude el polímero fundido, representados por la Figura 3, están cortados para producir la sección transversal deseada de la presente invención. Los capilares o taladros de hilera pueden ser cortados mediante cualquier procedimiento adecuado, como, por ejemplo, el corte por láser, tal como se describe en la patente estadounidense nº 5.168.143, el taladrado, el mecanizado por descarga eléctrica (MDE) y el troquelado, tal como se conoce en la técnica. Preferentemente, el orificio capilar se corta usando un rayo láser.
Las dimensiones para los filamentos de la realización preferida se definen adicionalmente con referencia a un filamento 110 mostrado en la Figura 4. En la Figura 4, se representan la anchura (A), el espesor máximo (B) y el espesor mínimo (b) de la sección transversal de los filamentos hilados. Tal como se muestra en la Figura 4, la sección transversal del filamento está formada de tal modo que las indentaciones 80 están dispuestas frente a cada vértice. El espesor máximo (B) se mide como la distancia entre dos vértices secuenciales (como el 1 y el 2), mientras que el espesor mínimo (b) se mide como la distancia entre dos indentaciones secuenciales 80. La proporción indentación-espesor (PIE) de la sección transversal del filamento, que es importante en la determinación de la capacidad del filamento para la absorción de humedad, es dada por la ecuación PIE = 1 - b/B.
Preferentemente, los filamentos según la invención tienen una anchura (A) en su corte transversal que oscila entre aproximadamente 28 y 42 micrómetros, y lo más preferible es que estén entre aproximadamente 28 y 35 micrómetros. Preferentemente, para los filamentos que tienen un denier por filamento de aproximadamente 3, el espesor máximo (B) está entre aproximadamente 12 y 15 micrómetros, y el espesor mínimo (b) está entre aproximadamente 5 y 10 micrómetros. El filamento hilado preferido tiene una proporción de A/B de menos de 3, y una proporción indentación-espesor (PIE) entre aproximadamente 0,25 y 0,60. Lo más preferible es que la PIE esté entre aproximadamente 0,40 y 0,60, lo que indica que las indentaciones 80 (Figura 4) son más profundas y proporcionarán un desplazamiento superior de la humedad a lo largo de la longitud del filamento.
Los filamentos pueden convertirse en cualquier tipo de hilo; por ejemplo, hilos completamente estirados o hilo orientado parcialmente, tal como se usa, por ejemplo, en los hilos texturizados de alimentación. En consecuencia, en una realización, los filamentos son hilados como un hilo completamente estirado, por ejemplo un hilo que tiene una orientación de aproximadamente el 35 a aproximadamente el 50% de elongación para romperse, que puede ser usado inmediatamente en la fabricación de telas y prendas de vestir. Sin embargo, opcionalmente, los filamentos de la presente invención pueden ser texturizados, también denominados "inflados" o "rizados", según procedimientos conocidos. En esta realización de la invención, los filamentos pueden ser estirados como un hilo parcialmente orientado, por ejemplo un hilo que tiene una orientación de aproximadamente entre 55 y aproximadamente el 75% de elongación para romperse, y luego ser texturizados mediante técnicas tales como la texturización por torsión falsa con estiramiento, la texturización por chorro de aire, el rizado por engranajes y similares.
Los filamentos de la invención puede ser transformados en un fibra o hila de filamentos múltiples que tienen cualquier denier, recuento de filamentos y denier por filamento (dpf) deseados. Típicamente, el hilo formado con los filamentos de la presente invención tiene un denier total entre aproximadamente 10 y aproximadamente 300 denier, preferentemente entre aproximadamente 15 y aproximadamente 250 denier, y lo más preferible es que esté entre aproximadamente 20 y aproximadamente 150 denier. También típicamente, los filamentos de la presente invención tienen un denier por filamento entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 4 dpf, preferentemente entre aproximadamente 0,8 y aproximadamente 3,5, y lo más preferible es que esté entre aproximadamente 0,9 y aproximadamente 3,0. En una realización, el dpf es menor de aproximadamente 2,9, o menor de aproximadamente 2,5. Los filamentos con sección transversal en forma de doble "W" pueden mezclarse con otros filamentos, que tengan, por ejemplo, un dpf por encima o por debajo de aproximadamente 4.
Los hilos de la presente invención pueden formarse, además, de una pluralidad de filamentos diferentes que tienen diferentes intervalos de dpf. En tal caso, los hilos deberían formarse a partir de al menos un filamento que tenga la sección transversal multilobulada de la presente invención. Preferentemente, cada filamento de un hilo que contenga una pluralidad de filamentos diferentes tiene el mismo o diferente dpf, y cada dpf está entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 4 dpf, preferentemente entre aproximadamente 0,8 y aproximadamente 3,5, y lo más preferible es que esté entre aproximadamente 0,9 y aproximadamente 3,0.
Los filamentos de la presente invención pueden usarse para fabricar telas. Puede usarse cualquier procedimiento adecuado de fabricación de telas. Por ejemplo, el punto por urdimbre, el punto circular, el tricotado de medias y la colocación de un producto crudo en una tela no tejida son adecuados para la fabricación de tejidos. En una realización, se fabrican telas de dos caras usando los filamentos de la presente invención fundamentalmente en una cara de la tela. Puede usarse cualquier otro tipo de hilo para componer la otra cara de la tela, pero, preferentemente, tal otro tipo de hilo tiene una capacidad de absorción diferente. Los hilos adecuados para la otra cara de la tela de dos caras pueden estar compuestos de poliamidas, poliésteres, poliolefinas, fibras naturales, como el algodón, la lana, la seda, el rayón y combinaciones de los mismos. Las telas de dos caras pueden fabricarse mediante procedimientos conocidos en la técnica. Por ejemplo, las telas pueden tejerse usando el hilo de filamentos múltiples dotados de secciones transversales de doble "W" de la presente invención por una cara y otro hilo por la otra cara. Los procedimientos adecuados de fabricación de telas de dos caras incluyen el punto por urdimbre y el vanisado de hilos. Las telas de dos caras tienen la ventaja de permitir que la humedad se aparte del cuerpo. Por lo general, en la parte interior de una prenda se usa tela con mayor dpf, y la tela con menor dpf se usa en el exterior de la prenda. Sin embargo, los hilos de filamentos múltiples con sección transversal de doble "W" de la presente invención pueden ser usados en cualquier de las dos caras de una tela de dos caras. Por ejemplo, los hilos de filamentos múltiples con sección transversal de doble "W" de la presente invención pueden usarse en el exterior de la tela y ser tratados con un agente de acabado, como, por ejemplo, un agente hidrófilo, tal como se ha descrito con anterioridad. En otra realización, puede usarse un hilo diferente, tal como el algodón, para formar el exterior de la tela, estando en el interior los hilos de filamentos múltiples con la
doble "W".
En otra realización preferida, el hilo se forma con al menos aproximadamente el 50%, preferentemente al menos aproximadamente el 80%, de los filamentos de la presente invención en base al número total de filamentos, y tal hilo se transforma en una tela. En otra realización preferida adicional, el hilo o la tela formados con los filamentos de la presente invención se combinan, tal como se ha descrito anteriormente, con un agente humectante hidrófilo permanente o semipermanente. Las telas son útiles para fabricar cualquier prenda de vestir, incluidos bañadores, ropa para gente activa y prendas confeccionadas.
Puede aplicarse directamente a las telas cualquier agente adicional deseado. Ejemplos de estos aditivos incluyen antiestáticos, antioxidantes, antimicrobianos, agentes ignífugos, colorantes, fotoestabilizadores, catalizadores y auxiliares de la polimerización, promotores de la adhesión, deslustrantes como el dióxido de titanio, agentes para dar un acabado mate, fosfatos orgánicos, un agente humectante hidrófilo permanente o semipermanente y combinaciones de los mismos. Preferentemente, se añade un agente humectante hidrófilo permanente o semipermanente adecuado a las telas fabricadas usando los hilos de filamentos múltiples de la presente invención. Tal como se ha descrito anteriormente, los agentes humectantes adecuados para la aplicación directa a la tela incluyen a los agentes hidrófilos.
Se ha descubierto que las telas fabricadas usando los filamentos y los hilos de la presente invención presentan excelentes propiedades de absorción de la humedad, textura suave y lustre sedoso elevado. La absorción de humedad de los hilos de la invención se determina mediante procedimientos conocidos, como, por ejemplo, mediante un ensayo de absorción vertical o un ensayo de absorción horizontal. El ensayo de absorción vertical puede llevarse a cabo tejiendo los hilos formando tubos y, a continuación, o bien restregar o bien tratar los tubos con cualquier agente deseado y dejar que los tubos tratados se sequen al aire. Acto seguido, los tubos se cortan en tiras de 25,4 mm de anchura y aproximadamente 203 mm de longitud y se suspenden verticalmente encima de agua, dejando 75 mm dentro del agua y 125 mm encima del agua. En momentos predeterminados, como a 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos, 20 minutos y 30 minutos, se llevan a cabo visualmente observaciones de la altura que alcanza el agua que está siendo absorbida por las tiras.
Los hilos de la presente invención tienen una tenacidad adecuada para su uso en ropa. La tenacidad se mide en un equipo Instron dotado de dos horquillas que sujetan los hilos con distancias de calibración de 254 mm. A continuación, se tira del hilo con una velocidad de deformación de 254 mm/minuto, se registran los datos con una pila piezoeléctrica y se obtienen curvas de esfuerzo-deformación. La tenacidad es la fuerza de ruptura (en gramos) dividida por el denier del hilo. Tanto los hilos parcialmente orientados como los hilos completamente estirados de la presente invención pueden tener una tenacidad entre aproximadamente 2 y aproximadamente 8, preferentemente entre aproximadamente 3 y aproximadamente 6 gramos por denier.
La relación entre elongación y rotura del hilo puede medirse usando cualquier aparato conocido. Por ejemplo, un procedimiento conlleva la tracción hasta la rotura en un probador Instron TTB (Instron Engineering Corporation) con un cabezal torcedor fabricado por la Alfred Suter Company y usando mordazas de sujeción de caras planas de 25 mm \times 25 mm (Instron Engineering Corporation). Las muestras, típicamente de aproximadamente 254 mm de longitud, son sometidas a dos vueltas de torsión por cada 25,4 mm con una tasa de extensión del 60% por minuto a una humedad relativa del 65% y a 21ºC. La elongación de ruptura, tanto para los hilos completamente estirados como para los hilos parcialmente orientados de la presente invención, estuvo entre aproximadamente el 30% y aproximadamente el 80%, preferentemente entre aproximadamente el 40% y aproximadamente el 60%.
El encogimiento del hilo por ebullición puede medirse usando cualquier procedimiento conocido. Por ejemplo, puede medirse suspendiendo un peso de una longitud de hilo para producir en el hilo una carga de 0,1 gramos/denier y midiendo su longitud (L_{0}). Acto seguido, se retira el peso y el hilo se sumerge durante 30 minutos en agua en ebullición. A continuación, se retira el hilo, se vuelve a cargar con el mismo peso y se consigna su nueva longitud (L_{f}). El encogimiento porcentual (E) se calcula usando la fórmula:
Encogimiento (%) = 100 (L_{0} - L_{f})/L_{0}
Para la mayoría de los fines textiles es sumamente deseable un encogimiento reducido. Los hilos de la presente invención tienen un encogimiento menor de aproximadamente un 10%, preferentemente menor de aproximadamente un 7%, y lo más preferente es que sea menor de aproximadamente un 6%.
En lo que sigue, la invención será ilustrada mediante los siguientes ejemplos no limitantes.
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Ejemplos
Ejemplo A
Se hiló un hilo con 26 filamentos de 80 denier con sección transversal de doble "W" a una temperatura de 290ºC. El hilo se hiló con nailon 6,6 que tenía una viscosidad relativa (VR) entre 45-47. Se usó una formulación de husada de nailon normal usando hileras en una configuración de tres extremos por husada dotados de la sección transversal de doble "W". El nailon 6,6 se hiló a una velocidad de enrollamiento de 45 a 49 m/s y se estiró con una proporción de estiramiento de 2,5-2,7 \times. La tenacidad de los filamentos fue de 3,6 gramos por denier, y el hilo tuvo una elongación en la ruptura del 42%. El hilo tenía una sección transversal sustancialmente con la forma presentada en la Figura 4. Se usaron acabados de hilado normal/hilado secundario.
El hilo se tejió formando un ligamento raso irregular de seis lizos. Tras el tejido, cada muestra fue sometida a ensayo mediante un ensayo de absorción vertical. Las muestras fueron restregadas completamente para eliminar todos los acabados. La muestra se cortó en tiras de 25 mm de anchura y aproximadamente 200 mm de longitud y, a continuación, se suspendió verticalmente encima de agua, estando 75 mm dentro del agua y 125 mm encima del agua. Se midió en función del tiempo la altura alcanzada por el agua, hasta 125 mm, que era absorbida por la tira. Las observaciones se realizaron a 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos y 30 minutos. El ensayo se detuvo cuando se alcanzaron los 125 mm.
Ejemplos comparativos 1 y 2
También se midieron secciones transversales de control para realizar una comparación. Estos hilos de control eran de secciones transversales bilobulada (también denominada de "gusano de seda") y de hueso de perro (también denominada "diábolo"), y cada una estaba formada del mismo polímero de nailon 6,6. Para la comparación, se usaron un hilo de filamento con sección transversal de gusano de seda, de 80 denier y 28 filamentos (Ejemplo 1) y un hilo de filamento con sección transversal diábolo, de 90 denier y 26 filamentos (Ejemplo 2). Cada uno fue tejido y preparado de la misma manera que el hilo de la invención.
Los hilos comparativos se formaron de manera análoga a la del Ejemplo A de la invención. Cada uno de los hilos se fabricó con el mismo nailon 6,6 que el Ejemplo A. Se tejió la misma tela de ligamento raso y se tomaron las muestras de la misma manera que en el Ejemplo A. En la Tabla 1, a continuación, se consignan las propiedades de absorción de la humedad de los tejidos de calada, medidas únicamente en la dirección de llenado (por el ensayo de absorción vertical).
TABLA 1
1
Estos datos demuestran que un hilo con sección transversal de doble "W", en una tela de ligamento raso, presenta una propiedad de absorción superior que la de los controles. Por ejemplo, una tela de ligamento raso fabricada de filamentos con sección transversal en forma de gusano de seda (o bilobulada) tenía aproximadamente la mitad de la capacidad de absorción de la invención. Una tela de ligamento raso de hilo diábolo tenía aproximadamente la tercera parte de la capacidad de absorción de la invención.

Claims (14)

1. Un filamento polimérico sintético que comprende:
una sección transversal que incluye al menos siete segmentos contiguos con configuración en zigzag, teniendo dicha sección transversal una anchura nominal, una longitud nominal y un espesor nominal, en el que una proporción entre la anchura nominal y el espesor nominal es menor de 3; y el filamento tiene una proporción entre indentación y espesor entre aproximadamente 0,25 y 0,6.
2. Un filamento polimérico sintético según la reivindicación 1 que comprende:
una sección transversal que incluye siete segmentos contiguos con configuración en zigzag, en el que cada segmento define un extremo proximal y un extremo distal, en el que un extremo distal de un primer segmento está conectado con un extremo proximal de un segundo segmento, en el que un extremo distal del segundo segmento está conectado con un extremo proximal de un tercer segmento, en el que un extremo distal del tercer segmento está conectado con un extremo proximal de un cuarto segmento, en el que un extremo distal del cuarto segmento está conectado con un extremo proximal de un quinto segmento, en el que un extremo distal del quinto segmento está conectado con un extremo proximal de un sexto segmento, en el que un extremo distal del sexto segmento está conectado con un extremo proximal de un séptimo segmento, y en el que está definido un punto de giro a lo largo del cuarto segmento y en el que la sección transversal del filamento es simétrica cuando se gira 180 grados en torno a dicho punto de giro.
3. Los filamentos poliméricos sintéticos de la reivindicación 1 o 2 en los que los segmentos adyacentes forman un ángulo entre aproximadamente 40 grados y aproximadamente 60 grados.
4. El filamento polimérico sintético de la reivindicación 1 o 2 en el que el filamento polimérico sintético comprende un polímero sintético de poliamida seleccionado del grupo constituido por: adipamida de polihexametileno; policaproamida; polienantamida; nailon 10; polidodecanolactamo; adipamida de politetrametileno; homopolímero de sebacamida de polihexametileno; una poliamida de ácido n-dodecanodióico y homopolímero de hexametilenodiamina, y una poliamida de dodecametilenodiamina y ácido n-dodecanodióico.
5. El filamento polimérico sintético de la reivindicación 1 o 2, teniendo un denier por filamento entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 4,0.
6. Un filamento polimérico sintético según la reivindicación 1 que comprende:
una sección transversal que tiene múltiples segmentos dispuestos en forma de doble "W" que incluye una porción derecha de la forma de W que comparte un segmento con una porción invertida de la forma de W.
7. Un hilo formado al menos en parte a partir del filamento polimérico sintético de la reivindicación 1 o 2.
8. El hilo de la reivindicación 7, en el que el hilo está formado de un número de filamentos, y en el que el filamento polimérico sintético de la reivindicación 1 comprende al menos aproximadamente el 50% del número de filamentos en dicho hilo.
9. El hilo de la reivindicación 7 que tiene un denier entre aproximadamente 15 y aproximadamente 200.
10. Un tejido formado al menos en parte del hilo de la reivindicación 7.
11. Un tejido formado al menos en parte del filamento polimérico sintético de la reivindicación 1.
12. El tejido de la reivindicación 11 en el que dicho tejido es un tejido de doble cara que comprende el filamento polimérico sintético de la reivindicación 1 en una cara del tejido.
13. El tejido de la reivindicación 12 en el que se aplica un agente humectante a una cara.
14. El tejido de la reivindicación 13 en el que dicho agente humectante se selecciona del grupo constituido por poliamida hidrófila, silicona hidrófila y poliéster hidrófilo.
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