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.
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.
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.
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.
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.
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.
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".
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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).
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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