BRPI0620536A2 - poliuretanouréia, spandex, poliuretano, tecido, artigo têxtil, artigo e processo de preparação de spandex - Google Patents
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Abstract
POLIURETANOURéIA, SPANDEX, POLIURETANO, TECIDO, ARTIGO TêXTIL, ARTIGO E PROCESSO DE PREPARAçãO DE SPANDEX. A presente invenção se refere a uma composição de poliuretanouréla que compreende um produto de reação de pelo menos um composto de dilsocianato, glicol polimérico, poli(tetrametileno-co-etilellnoéter) glicol que compreende unidades constituintes derivadas da copolimerização de tetraidrofurano e óxido de etileno (EO), em que a parte das unidades componentes derivadas de óxido de etileno está presente no poli(tetrametileno- co-etilenoéter) glicol em mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol %, pelo menos um extensor de cadeia de diamina e pelo menos um terminador de cadeia. A presente invenção refere-se ainda ao uso de misturas de glicóis poliméricos e poli(tetrametileno-co-etilenoéter) gíicóis como base de segmento mole em composições de spandex. A presente invenção também se refere a novas composições de poliuretano que compreendem gíicóis poliméricos e poli(tetrametileno-co-etileno éter)glicóis, bem como seu uso em spandex.
Description
"POLIURETANOURÉIA, SPANDEX, POLIURETANO, TECIDO, ARTIGO TÊXTIL, ARTIGO E PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE SPANDEX"
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a novas composições de poliuretano uréia que compreendem glicóis poliméricos e poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicóis que compreendem unidades constituintes derivadas da copolimerização de tetraidrofurano e óxido de etileno, em que a parte das unidades derivadas de óxido de etileno está presente no poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicol em mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol %. A presente invenção refere-se ainda ao uso dessas misturas de glicóis poliméricos e poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis como material base de segmentos moles em composições de spandex. A presente invenção também se refere a novas composições de poliuretano que compreendem misturas de glicóis poliméricos e poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis, bem como seu uso em spandex.
Antecedentes da Invenção
Poli(tetrametileno éter)glicóis, também conhecidos como politetraidrofurano ou homopolímeros de tetraidrofurano (THF, oxolano), são bem conhecidos pelo seu uso em segmentos moles em poliuretanouréias. Poli(tetrametileno éter)glicóis fornecem propriedades dinâmicas superiores a fibras e elastômeros de poliuretanouréia. Eles possuem temperaturas de transição vítrea muito baixas, mas possuem temperaturas de fusão cristalina acima da temperatura ambiente. Desta forma, eles são sólidos cerosos sob temperaturas ambiente e necessitam ser mantidos sob temperaturas elevadas para evitar a solidificação.
Copolimerização com éter cíclico vem sendo utilizada para reduzir a cristalinidade das cadeias de politetrametileno éter. Isso reduz a temperatura de fusão do polímero de copoliéter glicol e, ao mesmo tempo, aumenta certas propriedades dinâmicas do poliuretanouréia que contém esse copolímero como segmento mole. Dentre os comonômeros utilizados com este propósito, encontra- se óxido de etileno, que pode reduzir a temperatura de fusão do copolímero até abaixo da ambiente, dependendo do teor de comonômero. O uso de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis pode também melhorar certas propriedades dinâmicas de poliuretanouréias, tais como alongamento na quebra e desempenho sob baixa temperatura, o que é desejável para alguns usos finais.
Poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis são conhecidos na técnica. A sua preparação é descrita nas Patentes US 4.139.567 e US 4.153.786. Esses copolímeros podem ser preparados por meio de qualquer dos métodos de polimerização de éteres cíclicos conhecidos, tais como os descritos em Polytetrahydrofuran por P. Dreyfuss (Gordon & Breach, Nova lorque, 1982), por exemplo. Esses métodos de polimerização incluem catálise por ácidos de Lewis ou de prótons fortes, heteropoliácidos e ácidos perfluorossulfônicos ou resinas ácidas. Em alguns casos, pode ser vantajoso utilizar promotor de polimerização, tal como anidrido de ácido carboxílico, conforme descrito na Patente US 4.163.115. Nestes casos, os produtos de polímero primários são diésteres, que necessitam ser hidrolisados em etapa subsequente para obter os glicóis poliméricos desejados.
Poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis oferecem vantagens sobre poli(tetrametilenoéter) glicóis em termos de certas propriedades físicas específicas. Sob teores de etilenoéter de mais de 20 mol %, os poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis são líquidos moderadamente viscosos à temperatura ambiente e possuem viscosidade mais baixa que poli(tetrametileno éter)glicóis com o mesmo peso molecular sob temperaturas acima do ponto de fusão de poli(tetrametileno éter)glicóis. Certas propriedades físicas dos poliuretanos ou poliuretanouréias preparados a partir de poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicóis ultrapassam as propriedades dos poliuretanos ou poliuretanouréias preparados a partir de poli(tetrametileno éter)glicóis. Spandex com base em poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis também são conhecidos na técnica. A maior parte deles, entretanto, baseia-se em poli(tetrametileno-co-etilenoéter) que contém coextensores ou extensores diferentes de etileno diamina. A Patente US 4.224.432 de Pechhold et al, por exemplo, descreve o uso de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis com baixo teor de éter cíclico para preparar spandex e outras poliuretanouréias. Pechhold ensina que níveis de etilenoéter de mais de 30% são preferidos. Pechhold não ensina o uso de coextensores, embora ele descreva que podem ser utilizadas misturas de aminas.
A Patente US 4.658.065 de Aoshima et al descreve a preparação de vários copoliéteres de THF por meio da reação de THF e alcoóis polihídricos utilizando catalisadores de heteropoliácidos. Aoshima também descreve que éteres cíclicos copolimerizáveis, tais como óxido de etileno, podem ser incluídos com THF no processo de polimerização. Aoshima descreve que os copoliéter glicóis podem ser utilizados para preparar spandex, mas não inclui exemplos de spandex de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis.
A Patente US 3.425.999 de Axelrood et al descreve a preparação de poliéter uretanouréias a partir de poli(tetrametileno-co-etilenoétre)glicóis para uso em resistência a óleo e bom desempenho sob baixa temperatura. Os poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis contêm teor de etilenoéter que varia de 20 a 60% em peso (equivalente a 29 até 71 mol %). Axelrood não descreve o uso dessas uretanouréias em spandex.
A Patente US 6.639.041 de Nishikawa et al descreve fibras que possuem boa elasticidade sob baixa temperatura que contêm poliuretanouréias preparadas a partir de polióis que contêm copoliéteres de THF, óxido de etileno e/ou óxido de propileno, diisocianatos e diaminas e polímeros solvatados em solventes orgânicos. Nishigawa ensina que estas composições possuem desempenho sob baixa temperatura aprimorado sobre spandex de homopolímeros padrão. Nishikawa também ensina que "acima de cerca de 37 mol % de teor de etilenoéter no copoliéter glicol, a potência de descarga sob baixos alongamentos é inaceitavelmente baixa, o alongamento na quebra cai e o ajuste eleva-se, embora muito levemente". Os exemplos de Nishikawa demonstram que, à medida que o percentual molar de porção etileno éter no copoliéter aumenta de 22 para 31 a 37 mol %, o alongamento na quebra aumenta, mas, ao aumentar até 50 mol %, o alongamento na quebra começa a cair.
Devido ao custo de matéria prima mais baixo de oxido de etileno e processo de rendimento mais alto, o custo de fabricação de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol cai significativamente à medida que aumenta o teor de etilenoéter. Para as composições de spandex com base em poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis com teor de etilenoéter mais baixo (16 a 35 mol % de etilenoéter), a presente invenção fornece custos de matéria prima mais baixos porque o custo de mistura de poli(tetrametileno-co-etilenoéter) com alto teor de etilenoéter e poli(tetrametileno éter)glicóis é menor que o custo de poli(tetramètileno- co-etilenoéter)glicol com teor de etilenoéter mais baixo.
Além disso, é evidente que poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis com alto teor de etilenoéter são importantes para certos usos finais em spandex, enquanto poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis com teor de etilenoéter mais baixo são de mais importância para outros usos finais em spandex. A presente invenção permite a produção de apenas um ou dois copoliéter glicóis com alto teor de etilenoéter para todos os usos finais em spandex. Para usos finais em spandex em que se deseja copoliéter glicol com teor de etilenoéter mais baixo, o copoliéter glicol poderá ser produzido por meio de mistura de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol com alto teor de etilenoéter com poli(tetrametilenoéter)glicóis para atingir o teor de etilenoéter alvo sem sacrificar nenhuma das propriedades físicas desejadas do spandex. Descrição Resumida da Invenção
A presente invenção refere-se a spandex que compreende produto de reação de poliuretanouréia ou poliuretano de: (a) poli(tetrametileno- co-etilenoéter)glicol que compreende unidades constituintes derivadas da copolimerização de tetraidrofurano e oxido de etileno em que a parte das unidades derivadas de oxido de etileno está presente no poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicol em mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol %; (b) glicol polimérico selecionado a partir do grupo que consiste de poli(tetrametileno éter)glicol, poli(tetrametileno-co-2-metiltetrametilenoéter)glicol, poli(etileno éter)glicol, poli(propileno éter)glicol, policarbonato glicol, poliéster glicol ou suas combinações; (c) pelo menos um diisocianato, (d) pelo menos um extensor de cadeia de diamina ou diol; (e) pelo menos um terminal de cadeia, em que o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e glicol polimérico combinados possuem peso molecular de cerca de 650 Daltons a cerca de 4000 Daltons.
Em um aspecto da presente invenção, o poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicol e o glicol polimérico combinados dos poliuretanos e poliuretanouréias acima possui percentual geral de unidades derivadas de oxido de etileno menor ou igual a cerca de 35 mol % quando o glicol polimérico for poli(tetrametileno éter)glicol, poli(tetrametileno-co-2- metiltetrametilenoéter)glicol, poli(propileno éter)glicol, policarbonato glicol, poliéster glicol ou suas combinações e possuir percentual geral de unidades derivadas de oxido de etileno de cerca de 35 a cerca de 70 mol % quando o glicol polimérico for poli(etileno éter)glicol.
A presente invenção também se refere a um processo de preparação do spandex acima, que compreende: (a) contato de um poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol que compreende unidades constituintes derivadas da copolimerização de tetraidrofurano e óxido de etileno em que a parte das unidades derivadas de óxido de etileno está presente no poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol de mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol % e um glicol polimérico selecionado a partir do grupo que consiste de poli(tetrametileno éter)glicol, poli(tetrametileno-co-2-metiltetrametileno éter)glicol, poli(etileno éter)glicol, poli(propileno éter)glicol, policarbonato glicol e poliéster glicol, ou combinação desses membros, com pelo menos um diisocianato para formar um glicol tampado, (b) adição opcional de solvente ao produto de (a), (c) contato do produto de (b) com pelo menos um extensor de cadeias de diamina ou de diol e pelo menos um terminal de cadeia e (c) fiação do produto de (c) para formar spandex.
DESCRICAO DETALHADA DA INVENCAO
A presente invenção refere-se a novas composições de spandex preparadas a partir de misturas de glicóis poliméricos e poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicóis que contêm alto teor de etilenoéter, ou seja, mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol %, com pelo menos um diisocianato, tal como 1- isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benzeno, pelo menos um extensor de cadeias, tal como etileno diamina, e pelo menos um terminal de cadeia, tal como dietilamina. Opcionalmente, outros diisocianatos, extensores ou combinações de extensores e terminais de cadeia podem ser utilizados. Para os propósitos do presente pedido, poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis que contêm alto teor de etileno éter são definidos como os que contêm mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol % de unidades de repetição derivadas de óxido de etileno. A parte das unidades derivadas de óxido de etileno pode estar presente no poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol, por exemplo, em cerca de 48 a cerca de 58 mol %. Opcionalmente, a parte das unidades derivadas de óxido de etileno pode estar presente no poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol em cerca de 40 a cerca de 70 mol %. O percentual de unidades derivadas de óxido de etileno presente no glicol é equivalente ao percentual de porções de etilenoéter presentes no glicol. Os poliuretanos ou poliuretanouréias segmentados de acordo com a presente invenção são fabricados com poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e, opcionalmente, glicol polimérico, pelo menos um diisocianato e extensor de cadeias difuncionais. Poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis são importantes na formação dos "segmentos moles" dos poliuretanos ou poliuretanouréias utilizados na fabricação de spandex. O poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol ou mistura de glicóis reage em primeiro lugar com pelo menos um diisocianato para formar pré-polímero terminado em NCO ("glicol tampado"), que é dissolvido em seguida em solvente apropriado, tal como dimetilacetamida, dimetilformamida ou N-metilpirrolidona e reagido em seguida com extensor de cadeias difuncionais. Poliuretanos são formados quando os extensores de cadeia forem dióis. Poliuretanouréias, subclasse de poliuretanos, são formadas quando os extensores de cadeias forem diaminas. Na preparação de polímero de poliuretanouréia que pode ser fiado em spandex, o poli(tetrametileno-co- etilenoéter) glicol é estendido por meio de reação seqüencial dos grupos terminais hidróxi com diisocianatos e diaminas. Em cada caso, o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol deve sofrer extensão de cadeia para fornecer polímero com as propriedades necessárias, que incluem viscosidade.
Se desejado, dilaurato de dibutilestanho, octoato estanhoso, ácidos minerais, aminas terciárias tais como trietilamina, N, N'-dimetilpiperazina e similares, bem como outros catalisadores conhecidos, podem ser utilizados para assistir na etapa de tampa.
Os poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis utilizados na fabricação dos poliuretanos ou poliuretanouréias de acordo com a presente invenção podem ser fabricados por meio do método descrito na Patente US 4.139.567 de Pruckmayr utilizando catalisador de resina de ácido perfluorossulfônico sólido. Alternativamente, qualquer outro catalisador de polimerização de éter cíclico ácido pode ser utilizado para produzir esses poli(tetrameti!eno-co- etilenoéter)glicóis, tais como heteropoliácidos. Os heteropoliácidos e seus sais úteis na prática da presente invenção podem ser, por exemplo, os catalisadores utilizados na polimerização e copolimerização de éteres cíclicos conforme descrito na Patente US 4.658.065 de Aoshima et al. Estes métodos de polimerização podem incluir o uso de promotores adicionais, tais como anidrido acético, ou podem incluir o uso de moléculas de término de cadeias para regular o peso molecular.
Poli(tetrametileno-co-etileno éter)glicóis utilizados na fabricação dos poliuretanos ou poliuretanouréias de acordo com a presente invenção podem possuir peso molecular médio de cerca de 650 Daltons a cerca de 4000 Daltons. Peso molecular de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol mais alto pode ser vantajoso para propriedades físicas selecionadas, tais como alongamento.
Os poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis utilizados na fabricação dos poliuretanos ou poliuretanouréias de acordo com a presente invenção podem incluir pequenas quantidades de unidades derivadas de moléculas de diol de término de cadeias, especialmente dióis não ciclizantes. Dióis não ciclizantes são definidos como dialcoóis que não ciclizarão facilmente para formar éter cíclico sob as condições de reação. Estes dióis não ciclizantes podem incluir etileno glicol, 1,2-propileno glicol, 1,3-propileno glicol, 1,4- butinodiol e água.
Poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis que compreendem opcionalmente pelo menos um componente adicional, tal como 3- metiltetraidrofurano, o éter derivado de 1,3-propanodiol ou outros dióis incorporados em pequenas quantidades na forma de agentes de controle do peso molecular, podem também ser utilizados na fabricação dos poliuretanos e poliuretanouréias de acordo com a presente invenção e são incluídos no significado da expressão "poli(tetrametileno-co-etilenoéter) ou poli(tetrametÍleno-co-etilenoéter)glicol". O pelo menos um componente adicional pode ser comonômero do glicol polimérico ou pode ser outro material que é misturado com o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol. O pelo menos um componente adicional pode estar presente até o ponto em que não prejudique os aspectos benéficos da presente invenção.
Glicóis poliméricos que podem ser utilizados na fabricação dos poliuretanos ou poliuretanouréias de acordo com a presente invenção podem possuir peso molecular médio de cerca de 650 Daltons a cerca de 4000 Daltons. Glicóis poliméricos úteis incluem poli(tetrametileno éter)glicóis, poli(tetrametileno-co-2-metiltetrametilenoéter)glicóis, poli(etileno éter)glicóis, poli(propileno éter)glicóis), poilcarbonato glicóis e poliéster glicóis ou combinação desses membros. O glicol polimérico pode compreender opcionalmente pelo menos um componente adicional, tal como outro comonômero do glicol polimérico, ou pode ser outro material que seja misturado com o glicol polimérico e essas opções são incluídas no significado da expressão "glicol polimérico". O pelo menos um componente adicional pode estar presente desde que não prejudique os aspectos benéficos da presente invenção. Quando o glicol polimérico for poliéster glicol, o poliéster glicol é selecionado a partir do grupo que consiste de produtos de reação de (i) etileno glicol, propileno glicol, butileno glicol, 2,2-dimetil-1,3-propanodiol e suas misturas e (ii) ácido teraftálico, ácido succínico, ácido adípico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecanodióico e suas misturas.
Quando o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol for misturado com glicol polimérico que não é poli(etilenoéter)glicol, o poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicol e o glicol polimérico combinados podem conter percentual geral de unidades derivadas de óxido de etileno que é menor ou igual, por exemplo, a cerca de 40 mol %, cerca de 35 mol % ou cerca de 30 mol %. Quando o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol for misturado com poli(etileno éter)glicol, o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e o poli(etileno éter)glicol combinados podem conter percentual geral de unidades derivadas de óxido de etileno de cerca de 35 a cerca de 70 mol%, tal como cerca de 37 a cerca de 70 mol %, ou cerca de 40 a cerca de 65 mol %. Seja o glicol polimérico poli(etileno éter)glicol ou outro glicol polimérico, na mistura, o poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicol e o glicol polimérico estão ambos presentes em pelo menos 10 mol % da soma dos moles de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e dos moles de glicol polimérico.
Diisocianatos que podem ser utilizados incluem, mas sem limitar- se a 1-isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benzeno, 1-isocianato-2-[(4- cianatofenil)metil]benzeno, bis(4-isocianatociclohexil)metano, 5-isocianato-1 - (isocianatometil)-l ,3,3-trimetilciclohexano, 1,3-diisocianato-4-metil-benzeno, 2,2'-toluenodiisocianato, 2,4'-toluenodiisocianato e suas misturas. Diisocianatos particularmente preferidos são 1-isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benzeno, 1-isocianato-2-[(4-cianatofenil)metil]benzeno e suas misturas. Diisocianato particularmente preferido é 1-isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benzeno.
Ao desejar-se poliuretano, o extensor de cadeias é diol. Exemplos desses dióis que podem ser utilizados incluem, mas sem limitar-se a etileno glicol, 1,3-propanodiol, 1,2-propileno glicol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 2,2-dimetil- 1,3-trimetileno diol, 2,2,4-trimetil-1,5-pentanodiol, 2-metil-2-etil-1,3-propanodiol, 1,4-bis(hidroxietóxi)benzeno e 1,4-butanodiol e suas misturas.
Ao desejar-se poliuretanouréia, o extensor de cadeias é diamina. Exemplos dessas diaminas que podem ser utilizadas incluem, mas sem limitar- se a hidrazina, etileno diamina, 1,2-propanodiamina, 1,3-propanodiamina, 1,2- butanodiamina (1,2-diaminobutano), 1,3-butanodiamina (1,3-diaminobutano), 1,4-butanodiamina (1,4-diaminobutano), 1,3-diamino-2,2-dimetilbutano, 4,4'- metileno-bis-ciclohexilamina, 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometilciclohexano, 1,6-hexanodiamina, 2,2-dimetil-1,3-diaminopropano, 2,4-diamino-1 - metilciclohexano, N-metilaminobis(3-propilamina), 2-metil-1,5-pentanodiamina, 1,5-diaminopentano, 1,4-ciclohexanodiamina, 1,3-diamino-4-metilciclohexano, 1,3-ciclohexanodiamina, 1,1-metileno-bis(4I4'-diaminohexano), 3-aminometil- 3,5,5-trimetilciclohexano, 1,3-pentanodiamina (1,3-diaminopentano), m-xilileno diamina e suas misturas.
Opcionalmente, um terminal de cadeia, tal como dietilamina, ciclohexilamina, n-hexilamina ou terminal de cadeia álcool monofuncional tal como butanol podem ser utilizados para controlar o peso molecular do polímero. Além disso, "ramificador de cadeias" álcool funcional superior tal como pentaeritritol ou "ramificador de cadeias" trifuncional, tal como dietilenotriamina pode ser utilizado para controlar a viscosidade da solução.
Os poliuretanos e poliuretanouréias de acordo com a presente invenção podem ser utilizados em qualquer aplicação em que poliuretanos ou poliuretanouréias deste tipo geral são empregados, mas são especialmente benéficos na fabricação de artigos que necessitam de alto alongamento, baixo módulo ou boas propriedades sob baixa temperatura durante o uso. Eles são de benefício específico na fabricação de spandex, elastômeros, espumas flexíveis e rígidas, revestimentos (tanto com base em solvente como em água), dispersões, filmes, adesivos e artigos moldados.
Da forma utilizada no presente e a menos que indicado em contrário, o termo "spandex" indica fibra industrializada na qual a substância formadora de filme é polímero sintético de cadeia longa composto de pelo menos 85% em peso de poliuretano ou poliuretanouréias segmentadas. Spandex também é denominado elastano.
O spandex de acordo com a presente invenção pode ser utilizado para fabricar tecidos estirados entrelaçados e tricotados, e vestimentas ou artigos têxteis que compreendem esses tecidos. Exemplos de tecidos estirados incluem teceduras circulares, planas e urdidas e tecidos planos, de sarja e cetim. O termo "vestimenta", da forma utilizada no presente, indica artigo de vestuário tal como camisa, calça, saia, jaqueta, casaco, camisa de trabalho, calça de trabalho, uniforme, roupa para uso externo, roupa esportiva, roupa de banho, sutiã, meias e roupas de baixo, também incluindo acessórios tais como cintos, luvas, luvas de boxe, chapéus, malhas ou calçados. A expressão "artigo têxtil", da forma utilizada no presente, indica artigo que compreende tecido, tal como vestimenta, e inclui ainda itens tais como lençóis, fronhas, colchas, acolchoados, cobertores, edredons, capas de edredon, sacos de dormir, cortinas de chuveiro, cortinas, cortinados, toalhas de mesa, guardanapos, toalhas de papel, panos de prato e coberturas protetoras para estofados ou mobília.
O spandex de acordo com a presente invenção pode ser utilizado isoladamente ou em combinação com várias outras fibras em materiais tecidos, tecidos de trama (incluindo plana e circular), tecidos urdidos e artigos de higiene pessoal, tais como fraldas. O spandex pode ser bruto, revestido ou entrelaçado com fibra acompanhante tal como nylon, poliéster, acetato, algodão e similares.
Tecidos que compreendem o spandex de acordo com a presente invenção podem também compreender pelo menos uma fibra selecionada a partir do grupo que consiste de fibras de proteína, fibras celulósicas e de polímero sintético, ou combinações desses membros. Da forma utilizada no presente, "fibra de proteínas" indica fibra composta de proteína, incluindo fibras animais de ocorrência natural tais como lã, seda, pêlo de cabra, casimira, alpaca, angorá, vicunha, camelo e outras fibras de pêlos e pele. Da forma utilizada no presente, "fibra celulósica" indica fibra produzida a partir de materiais de plantas ou árvores, que incluem, por exemplo, algodão, rayon, acetato, lyocell, linho, rami e outras fibras vegetais. Da forma utilizada no presente, "fibra polimérica sintética" indica fibra industrializada produzida com polímero elaborado a partir de compostos ou elementos químicos, que incluem, por exemplo, poliéster, poliamida, acrílico, spandex, poliolefina e aramida.
Quantidade eficaz de uma série de aditivos pode também ser utilizada no spandex de acordo com a presente invenção, desde que não prejudiquem os aspectos benéficos da presente invenção. Exemplos incluem deslustrantes, tais como dióxido de titânio, e estabilizantes, tais como hidrotalcita, mistura de huntita e hidromagnesita, sulfato de bário, fenóis obstruídos e oxido de zinco, tinturas e amplificadores de tinturas, antimicrobianos, agentes antiadesivos, óleo de silicone, aminas obstruídas estabilizantes de luz, filtros UV e similares.
O spandex de acordo com a presente invenção ou o tecido que o compreende pode ser tingido e impresso por meio de procedimentos de impressão e tingimento costumeiros, tais como a partir de líquido de tintura aquoso por meio do método de exaustão sob temperaturas de 20°C a 130°C, por meio de estofamento do material que compreende o spandex com líquidos de tingimento ou de pulverização do material que compreende o spandex com líquido de tingimento.
Métodos convencionais podem ser seguidos ao utilizar tintura ácida. Em método de tingimento por exaustão, por exemplo, o tecido pode ser introduzido em banho de tintura aquosa que possui pH de 3 a 9 e que é aquecido firmemente em seguida de temperatura de cerca de 20°C até temperatura na faixa de 40 a 130°C ao longo de cerca de dez a oitenta minutos. O banho de tingimento e tecido são mantidos em seguida sob temperatura na faixa de 40 a 130°C por dez a sessenta minutos antes do resfriamento. Tintura não fixada é enxaguada do tecido em seguida. As propriedades de estiramento e recuperação do spandex são mais bem mantidas por tempo de exposição mínimo sob temperaturas de mais de 110°C. Métodos convencionais podem também ser seguidos ao utilizar tintura de dispersão. As novas composições de spandex e os tecidos, vestimentas e artigos têxteis com elas fabricados, quando tingidos com tintura ácida ou com tintura de dispersão, podem possuir maior resistência à lavagem, tal como após uma ou após quatro lavagens, em comparação com spandex com base em poli(tetrametileno éter)glicol. Da forma utilizada no presente, a expressão "resistência à lavagem" indica a resistência de tecido tingido a perda de coloração durante lavagem doméstica ou comercial. A falta de resistência à lavagem pode resultar em perda de coloração, às vezes denominada sangramento de coloração, por artigo que não possui resistência à lavagem. Isso pode resultar em alteração da coloração em artigo que é lavado junto com o artigo que não possui resistência à lavagem. Os consumidores geralmente desejam que os tecidos e fios exibam resistência à lavagem. Resistência à lavagem refere-se à composição da fibra, processos de tingimento e acabamento de tecidos e condições de lavagem. Deseja-se spandex que possua resistência à lavagem aprimorada para as vestimentas atuais.
Para determinar a resistência à lavagem, pedaços de tecidos de spandex 100% tingido podem receber teste de manchas de lavagem padrão, tal como o Método de Teste da Associação Norte-Americana de Químicos e Corantes Têxteis 61-1996, Colorfastness to Launderíng, Home and Commercial: Accelerated, versão 2A, que pretende simular cinco lavagens domésticas ou comerciais típicas sob temperaturas baixas a moderadas.
As propriedades de resistência à lavagem do spandex de acordo com a presente invenção podem ser sustentadas e adicionalmente aprimoradas por meio do uso de aditivos químicos auxiliares costumeiros. Sintanas aniônicas podem ser utilizadas para melhorar as características de resistência à umidade e podem também ser utilizadas como agentes bloqueadores e retardantes quando partição mínima da tintura for desejada entre o spandex e o fio parceiro. Óleo sulfonatado aniônico é um aditivo auxiliar utilizado para retardar que tinturas aniônicas de spandex ou fibras parceiras que possuam afinidade mais forte para a tintura em que seja desejado tingimento em nível uniforme. Agentes fixadores catiônicos podem ser utilizados isoladamente ou em conjunto com agentes fixadores aniônicos para sustentar maior resistência à lavagem.
Fibra de spandex pode ser formada a partir da solução de polímero poliuretano ou poliuretanouréia por meio de processos de fiação de fibras tais como fiação seca ou fiação úmida. Em fiação seca, solução de polímero que compreende polímero e solvente é medida por meio de orifícios de fieira para câmara de fiação para formar um ou mais filamentos. Poliuretanouréias são tipicamente fiadas secas ou fiadas úmidas quando se deseja spandex. Poliuretanos são tipicamente fiados por fusão quando se deseja spandex. Tipicamente, o polímero de poliuretanouréia é fiado a seco em filamentos a partir do mesmo solvente utilizado para as reações de polimerização. Gás passa através da câmara para evaporar o solvente e solidificar o(s) filamento(s). Os filamentos são fiados secos em velocidade de enrolamento de pelo menos 550 metros por minuto. O spandex de acordo com a presente invenção é fiado sob velocidade de mais de 800 metros por minuto.
Da forma utilizada no presente, a expressão "velocidade de fiação" designa velocidade de enrolamento, que é determinada pela velocidade de rolo de direcionamento e é idêntica a esta. A boa capacidade de fiação de filamentos de spandex é caracterizada por quebras de filamentos ocasionais na célula de fiação e no enrolamento. O spandex pode ser fiado na forma de filamentos isolados ou pode sofrer coalescência por meio de métodos convencionais em fios multifilamentares. Cada filamento possui decitex (dtex) têxtil na faixa de 6 a 25 dtex por filamento.
Os técnicos no assunto sabem bem que o aumento da velocidade de fiação de composição de spandex reduzirá o seu alongamento e elevará a sua potência de carga em comparação com o mesmo spandex fiado em velocidade mais baixa. É prática comum, portanto, reduzir as velocidades de fiação, a fim de aumentar o alongamento e reduzir a potência de carga de spandex, a fim de aumentar a sua capacidade de deposição em operações de costura circular e outras de processamento de spandex. A redução da velocidade de fiação, entretanto, reduz a produtividade da fabricação.
A prática da presente invenção é demonstrada pelos Exemplos abaixo, que não se destinam a limitar o escopo da presente invenção. Dados de propriedades físicas para cada um dos Exemplos e o Exemplo Comparativo são exibidos na Tabela 1.
Da forma utilizada no presente e a menos que indicado em contrário, o termo "DMAc" indica solvente dimetilacetamida, o termo "% NCO" indica percentual em peso dos grupos terminais isocianato em glicol tampado, o termo "MPMD" indica 2-metil-1,5-pentanodiamina, o termo "EDA" indica 1,2- etilenodiamina e o termo "PTMEG" indica poli(tetrametileno éter)glicol.
Da forma utilizada no presente, a expressão "razão de tampa" é definida como a razão molar entre diisocianato e glicol, em que a base é definida como 1,0 mol de glicol. A razão de tampa é tipicamente relatada, portanto, como número isolado, moles de diisocianato por mol de glicol. Para as poliuretanoureias de acordo com a presente invenção, a razão molar preferida entre diisocianato e poli(tetrametileno-co-etileno éter)glicol é de cerca de 1,2 a cerca de 2,3. Para os poliuretanos de acordo com a presente invenção, a razão molar preferida entre diisocianato e poli(tetrametileno-co- etileno éter)glicol é de cerca de 2,3 a cerca de 17, preferencialmente cerca de 2,9 a cerca de 5,6.
Materiais:
THF e PTMEG (TERATHANE® 1800) são disponíveis por meio da Invista S. à r. I., Wilmington, Delaware, Estados Unidos. Resina de ácido sulfônico perfluoretado NAFION® é disponível por meio da Ε. I. DuPont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware1 Estados Unidos.
METODOS ANALITICOS:
Tenacidade é a tensão na quebra no sexto ciclo de estiramento ou, em outras palavras, a resistência da fibra à quebra ao final do alongamento. A potência de carga é a tensão em alongamentos especificados no primeiro ciclo de estiramento ou, em outras palavras, a resistência da fibra a ser estirada até alongamento mais alto. A potência de descarga é a tensão em alongamentos especificados no quinto ciclo de retração ou, em outras palavras, a força de retração da fibra em dado alongamento após sofrer ciclo a 300% de alongamento por cinco vezes.
Percentual de isocianato: o percentual de isocianato (%NCO) dos glicóis tampados foi determinado de acordo com o método de S. Siggia, Quantitative Organic Analysis via Functional Group, terceira edição, Wiley & Sons, Nova Lorque, págs. 559-561 (1963) utilizando titulação potenciométrica. Para os poliuretanos de acordo com a presente invenção.
Teor de etilenoéter: o nível de teor de etilenoéter nos poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis foi determinado por meio de medições de NMR 1H. A amostra de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol foi dissolvida em solvente NMR apropriado tal como CDCI3 e foi obtido o espectro de NMR 1H. O integral dos picos de -OCH2 combinados a 3,7-3,2 ppm foi comparado com o integral dos picos de -C-CH2CH2-C- combinados de 1,8 a 1,35 ppm. Os picos de -OCH2- vêm de ligações com base em EO- (-O-CH2CH2-O-) e de ligações com base em THF (-O-CH2CH2CH2CH2-O-), enquanto as ligações -C- CH2CH2-C- vêm somente de THF. Para encontrar a fração molar de ligações etilenoéter nos poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis, o integral dos picos de - C-CH2CH2-C- foi subtraído do integral dos picos de -OCH2- combinados e, em seguida, esse resultado foi dividido pelo integral dos picos de -OCH2-. Peso molecular numérico médio: o peso molecular numérico médio do poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol foi determinado pelo método de números hidroxila.
Eficiência de termoajuste: para medir a eficiência de termoajuste, as amostras de fio foram montadas sobre estrutura de 10 cm e estiradas por 1,5x. O quadro (com amostra) foi colocado horizontalmente em forno previamente aquecido a 190°C por 120 segundos. As amostras foram mantidas em relaxamento e a estrutura em resfriamento à temperatura ambiente. As amostras (ainda sobre a estrutura e relaxadas) foram imersas em seguida em água desmineralizada fervente por trinta minutos. A estrutura e as amostras foram removidas do banho e mantidas para secar. O comprimento das amostras de fio foi medido e a eficiência de termoajuste (HSE, na forma de percentual) foi calculada de acordo com a fórmula a seguir: % HSE = (comprimento de termoajuste - comprimento original) / (comprimento estirado - comprimento originai) χ 100
Eficiência de termoajuste de spandex de pelo menos cerca de 85% a 175°C é necessária para uso com tecidos que contêm spandex e algodão ou lã. Eficiência de termoajuste similar pode ser atingida a 190°C para uso com fibras duras tais como nylon.
Resistência e propriedades elásticas: a resistência e as propriedades elásticas do spandex foram medidas de acordo com o método geral de ASTM D 2731-72. Aparelho de teste de tensão Instron foi utilizado para determinar propriedades de tensão. Três filamentos, comprimento medido de 5 cm e ciclos de alongamento de 0 a 300% foram utilizados para cada uma das medições "como se encontra" a partir do enrolamento, ou seja, sem lavagem com água corrente ou outro tratamento, após 24 horas de envelhecimento a cerca de 21°C e umidade relativa de 65% (+/-2%) em ambiente controlado. As amostras sofreram ciclo por cinco vezes sob velocidade de alongamento constante de 50 cm por minuto e, em seguida, foram mantidas em extensão de 300% por trinta segundos após a quinta extensão. Imediatamente após o quinto estiramento, a tensão em alongamento de 300% foi registrada como "G1". Após a manutenção da fibra em extensão de 300% por trinta segundos, a tensão resultante foi registrada como "G2". O relaxamento da tensão foi determinado utilizando a fórmula a seguir:
Relaxamento de tensão (%) = 100 χ (G1 - G2)/G1
O relaxamento da tensão também é denominado decréscimo de tensão (abreviado como % Dec na Tabela V).
A potência de carga, tensão sobre o spandex durante a extensão inicial, foi medida no primeiro ciclo a 100%, 200% ou 300% de extensão e é relatada nas Tabelas em gramas por denier e denominada "LP"; LP200, por exemplo, indica potência de carga a 200% de extensão. A potência de descarga, tensão em extensão de 100% ou 200% sobre o quinto ciclo de descarga, também é relatada em gramas por denier; ela é denominada "UP". O percentual de alongamento na quebra ("Elo") e a tenacidade ("ten") foram medidos sobre o sexto ciclo de extensão, utilizando grampos Instron aos quais fita de borracha foi fixada para reduzir o deslizamento.
Percentual de ajuste: a menos que indicado em contrário, o percentual de ajuste também foi medido sobre amostras que haviam sido submetidas a cinco ciclos de alongamento e relaxamento de 0 a 300%. O percentual de ajuste ("% ajuste") foi calculado conforme segue:
% ajuste = 100 (Lf - Lo)/Lo
em que Lo e Lf são o comprimento do filamento (fio), quando mantidos estirados sem tensão, antes e depois dos cinco ciclos de alongamento e relaxamento, respectivamente.
Deposição por ponto circular (CK): na costura, o spandex estira (deposita-se) quando é fornecido do pacote de fornecimento para a placa transportadora e, por sua vez, para o ponto de costura devido à diferença entre a velocidade de uso dos pontos e a velocidade de alimentação do pacote de fornecimento de spandex. A razão entre a velocidade de fornecimento do fio duro (metros/minuto) e a velocidade de fornecimento de spandex é normalmente de 2,5 a 4 vezes (2,5x a 4x) maior e é conhecida como deposição da máquina, "MD". Ela corresponde a alongamento de spandex de 150% a 300% ou mais. Da forma utilizada no presente, a expressão "fio duro" designa fio relativamente inelástico, tal como poliéster, algodão, nylon, rayon, acetato ou lã.
A deposição total do fio de spandex é produto da deposição da máquina (MD) e da deposição de pacotes (PD), que é a quantidade em que o fio de spandex já é estirado sobre o pacote de fornecimento. Para dado denier (ou decitex), o teor de spandex em tecido é inversamente proporcional à deposição total; quanto mais alta a deposição total, mais baixo o teor de spandex. PR é propriedade medida denominada "Relaxamento Percentual de Pacotes" e é definida como 100 χ (comprimento do fio sobre o pacote - comprimento do fio relaxado)/(comprimento do fio sobre o pacote). PR tipicamente mede de 5 a 15 para o spandex utilizado em tecidos de jérsei simples, elásticos com costura circular. Utilizando o PR medido, a deposição de pacote (PD) é definida como 1/(1-PR/100). Portanto, a deposição total (TD) pode também ser calculada como MD/(1-PR/100). Fio com deposição de máquina de 4 vezes e PR de 5% apresentaria deposição total de 4,2 vezes, enquanto fio com deposição de máquina de 4x e PR de 15% apresentaria deposição total de 4,71 vezes.
Por razões econômicas, máquinas de tecelagem circular freqüentemente tentarão utilizar o teor de spandex mínimo consistente com propriedades e uniformidade de tecido adequadas. Conforme explicado acima, o aumento da deposição de spandex é uma forma de reduzir o teor. O principal fator que limita a deposição é o percentual de alongamento até a quebra, de forma que fio com alto percentual de alongamento até a quebra é o fator mais importante. Outros fatores, tais como tenacidade na quebra, fricção, adesão do fio, uniformidade de denier e defeitos do fio podem reduzir a deposição prática que pode ser atingida. Máquinas de tecelagem fornecerão margem de segurança para esses fatores limitadores ao reduzirem a deposição a partir da deposição final (percentual medido de alongamento na quebra). Elas determinam tipicamente essa "deposição sustentável" aumentando a deposição até que as quebras de tecelagem atinjam nível inaceitável, tal como cinco quebras por mil revoluções da máquina de tecelagem e, em seguida, reduzindo até que seja novamente obtido desempenho aceitável.
A tensão nas agulhas de tecelagem pode também ser fator limitador para a deposição. A tensão de alimentação no fio de spandex é diretamente relacionada à deposição total do fio de spandex. Ela também é função do módulo inerente (potência de carga) do fio de spandex. A fim de manter tensão aceitavelmente baixa na tecelagem em alta deposição, é vantajoso que o spandex possua baixo módulo (potência de carga).
O fio ideal para alta capacidade de deposição apresentaria, portanto, alto percentual de alongamento até a quebra, baixo módulo (potência de carga) e tenacidade adequadamente alta, baixa fricção e adesão, denier uniforme e baixo nível de defeitos.
Devido às suas propriedades de tensão e estiramento, o fio de spandex deposita-se mais à medida que a tensão aplicada ao spandex aumenta; por outro lado, quanto mais o spandex é depositado, mais alta a tensão no fio. Trajeto típico de fio de spandex em máquina de tecelagem circular é o seguinte. O fio de spandex é medido a partir do pacote de fornecimento, sobre ou por meio de detector de extremidades quebradas, sobre um ou mais rolos de mudança de direção e, em seguida, para a placa transportadora, que orienta o spandex para as agulhas de costura e para o ponto. Existe acúmulo de tensão no fio de spandex à medida que ele passa do pacote de fornecimento e sobre cada dispositivo ou rolo, devido às forças de fricção impostas por cada dispositivo ou rolo que toca o spandex. A deposição total do spandex no ponto é relacionada, portanto, à soma das tensões ao longo de todo o trajeto do spandex.
DMAc residual em spandex: o percentual de DMAc restante nas amostras de spandex foi determinado utilizando analisador de DMAc Duratech. Quantidade conhecida de perclene foi utilizada para extrair o DMAc de peso conhecido de spandex. A quantidade de DMAc no perclene foi quantificada em seguida por meio de medição da absorção de UV do DMAc e comparação desse valor com curva de padronização.
Arrasto úmido-quente: arrasto úmido-quente (HWC) é determinado medindo-se comprimento original, L0, de fio, seu estiramento até uma vez e meia o seu comprimento original (1,5L0), imersão na sua condição estirada por trinta minutos em banho de água mantido sob temperatura na faixa de 97 a 100°C, remoção do banho, liberação da tensão e manutenção da amostra em relaxamento à temperatura ambiente por pelo menos sessenta minutos antes da medição do comprimento total, Lf. O percentual de arrasto úmido-quente é calculado a partir da fórmula a seguir:
% HWC = 100 χ [(LrLo)/Lo]
Fibras com baixo percentual de HWC fornecem desempenho superior em operações de acabamento úmido-quente, tais como tingimento.
Exemplos
Amostras de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicóis aleatórios com teor de etilenoéter de 27, 38 e 49 mol % e pesos moleculares de 2045, 2535 e 2049 Daltons, respectivamente, foram preparadas por meio de contato de solução de THF1 EO e água com catalisador de resina Nafion®, seguido por destilação do THF e oxido de etileno não reagidos, filtragem para remover qualquer fino de catalisador presente e destilação em seguida dos subprodutos de éter cíclico.
Para cada exemplo, a mistura de poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicol e PTMEG foi colocada em contato com 1-isocianato-4-[(4- isocianatofenil)metil]benzeno para formar glicol tampado (terminado com isocianato) com cerca de 2,4% de NCO. O glicol tampado foi dissolvido em seguida em DMAc, teve cadeia estendida com etileno diamina e foi terminado com cadeia com dietilamina para formar solução de fiação de poliuretanouréia. A quantidade de DMAc utilizada foi tal que a solução de fiação final continha 30 a 35% em peso de poliuretanouréia, com base no peso total da solução. Antioxidante1 pigmento e auxiliar de fiação de silicone foram adicionados a todas as composições. A solução de fiação foi fiada seca em coluna que recebeu nitrogênio seco; os filamentos sofreram coalescência, passaram em volta de rolo godet e foram enrolados a 840-880 m/min. Os filamentos foram bem fiados, conforme evidenciado por poucas quebras na célula de fiação ou enrolamento. Todos os fios dos Exemplos foram de 40 denier (44 dtex) e continham quatro filamentos. Todas as amostras de fibras de spandex foram fiadas sob condições que secaram todos os fios até cerca do mesmo nível de solvente residual.
Exemplo 1
Um poli(tetrametileno-co-etilenoéter) glicol aleatório com 38 mol % de unidades de etilenoéter e peso molecular numérico médio de 2535 Daltons (693 g) foi misturado com poli(tetrametileno éter) glicol que possui peso molecular numérico médio de 1800 Daltons (307 g) e seco por meio de destilação azeotrópica com tolueno. A mistura de poliéter glicol continha em média 27 mol % de unidades derivadas de óxido de etileno e peso molecular numérico médio de 2253 Daltons. À mistura, adicionou-se 100 ppm de ácido mineral e 1-isocianato-4-[(4-isocianato-fenil)metil]benzeno e a mistura foi agitada a 90 °C por 120 minutos para gerar pré-polímero de 2,49% NCO (razão de tampa de 1,80). Esse pré-polímero foi diluído com solvente DMAc e sua cadeia foi estendida com mistura de etilenodiamina e dietilamina para gerar solução de polímero de spandex que contém 31,6% em peso de poliuretanouréia. A solução de fiação foi fiada seca em coluna equipada com nitrogênio seco a 440 0C1 sofreu coalescência, passou em volta de rolo godet e foi enrolada a 869 m/min. Os filamentos demonstraram boa capacidade de fiação. As propriedades de fibra são apresentadas na Tabela 1.
Exemplo 2
Poli(tetrametileno-co-etilenoéter) glicol aleatório com 49 mol % de unidades de etilenoéter e peso molecular numérico de 2049 Daltons (498 g) foi misturado com poli(tetrametileno éter) glicol que possui peso molecular numérico de 1800 Daltons (502 g) e seco por meio de destilação azeotrópica com tolueno. A mistura de poliéter glicol continha em média 27 mol % de unidades derivadas de óxido de etileno e peso molecular numérico médio de 1936 Daltons. À mistura, adicionou-se 100 ppm de ácido mineral e 1- isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benzeno e a mistura foi agitada a 90 0C por 120 minutos para gerar pré-polímero com 2,38% de NCO (razão de tampa de 1,67). Esse pré-polímero foi diluído em seguida com solvente DMAc e teve cadeia estendida com mistura de etilenodiamina e dietilamina para gerar solução de polímero de spandex contendo 30,8% em peso de poliuretanouréia. A solução de fiação foi fiada seca em coluna que recebeu nitrogênio seco a 440 °C, sofreu coalescência, passou em volta de rolo godet e foi enrolada a 869 m/min. Os filamentos demonstraram boa capacidade de fiação. As propriedades das fibras são apresentadas na Tabela 1.
Exemplo Comparativo
Poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol aleatório com 27 mol % de unidades de etilenoéter e peso molecular numérico médio de 2045 foi seco por meio de destilação azeotrópica com tolueno. Ao glicol seco, adicionou-se 100 ppm de ácido mineral homogêneo e 1-isocianato-4-[(4-isocianato-fenil)metil]benzeno e a mistura foi agitada a 90°C por 120 minutos para gerar pré-polímero com 2,42% de NCO (razão de tampa 1,71). Esse pré-polímero foi diluído em seguida com solvente DMAc e teve sua cadeia estendida com mistura de etilenodiamina e dietilamina para gerar solução de polímero de spandex que contém 31,1% em peso de poliuretanouréia. A solução de fiação foi fiada seca em coluna que recebeu nitrogênio seco a 440°C, sofreu coalescência, passou em volta de rolo godet e foi enrolada a 869 m/min. Os filamentos demonstraram boa capacidade de fiação. As propriedades da fibra são apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1
<table>table see original document page 26</column></row><table> Como se pode observar examinando os dados da Tabela 1, os Exemplos de acordo com a presente invenção são aprimorados sobre o Exemplo Comparativo, embora todos os três contenham o mesmo teor de etilenoéter. Um Exemplo possui peso molecular de glicol mais alto, enquanto o outro possui peso molecular de glicol mais baixo que o Exemplo Comparativo. A potência de carga do primeiro ciclo, que é mais importante para clientes de moinhos de tecido de spandex, é desejavelmente mais baixa em todos os alongamentos que o spandex comparativo. A potência de descarga (força de retração) é desejavelmente mais alta a 100% de alongamento que o spandex comparativo e é similar a 200% de alongamento. Tanto o decréscimo de tensão quanto o percentual de ajuste de acordo com a presente invenção são desejavelmente mais baixos que o spandex comparativo, enquanto a tenacidade e o alongamento do spandex de acordo com a presente invenção são ambos desejavelmente maiores que o spandex comparativo.
Claims (16)
1. POLIURETANOURÉIA, caracterizada pelo fato de que compreende um produto de reação de: (a) poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol que compreende unidades constituintes derivadas da copolimerização de tetraidrofurano e óxido de etileno, em que a parte das unidades derivadas de óxido de etileno está presente no poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol em mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol %, preferencialmente cerca de 48 a cerca de 58 mol %; (b) glicol polimérico selecionado a partir do grupo que consiste de poli(tetrametileno éter)glicol, poli(tetrametileno-co-2- metiltetrametilenoéter)glicol, poli(etileno éter)glicol, poli(propileno éter)glicol, policarbonato glicol, poliéster glicol e suas combinações; (c) pelo menos um diisocianato; (d) pelo menos um extensor de cadeia de diamina; e em que o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e glicol polimérico combinados possuem peso molecular de cerca de 650 Daltons a cerca de 4000 Daltons.
2. POLIURETANOURÉIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o glicol polimérico é selecionado a partir do grupo que consiste de poli(tetrametileno éter)glicol, poli(tetrametileno-co-2- metiltetrametilenoéter)glicol, poli(propileno éter)glicol, policarbonato glicol, poliéster glicol ou suas combinações e em que o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e o glicol polimérico combinados possuem um percentual geral de unidades derivadas de óxido de etileno menor ou igual a cerca de 35 mol %.
3. POLIURETANOURÉIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o glicol polimérico é poli(etileno éter)glicol e em que o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e o poli(etileno éter)glicol combinados possuem um percentual geral de unidades derivadas de óxido de etileno de cerca de 35 a cerca de 70 mol %.
4. SPANDEX, caracterizado pelo fato de que compreende o produto de reação de poliuretanouréia conforme definido na reivindicação 1, 2 ou 3.
5. SPANDEX, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e o glicol polimérico estão cada um presentes em pelo menos 10 mol % da soma dos moles de poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e dos moles de glicol polimérico.
6. SPANDEX, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o mencionado produto de reação de poliuretanouréia possui razão molar entre diisocianato e a soma de moles do poli(tetrametileno-co- etilenoéter)gIicol e do glicol polimérico de cerca de 1,2 a cerca de 2,3.
7. SPANDEX, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o diisocianato é selecionado a partir do grupo que consiste de -1-isocianato-4-[(4-isocianato-fenil)metil]benzeno, 1-isocianato-2-[(4-isocianato- fenil)metil]benzeno e suas misturas.
8. SPANDEX, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a diamina é selecionada a partir do grupo que consiste de etileno diamina, 2-metilpentanodiamina e 1,2-propanodiamina ou suas misturas.
9. SPANDEX, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o glicol polimérico é poli(tetrametileno éter)glicol.
10. POLIURETANO, caracterizado pelo fato de que compreende um produto de reação de: (a) poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol que compreende unidades constituintes derivadas da copolimerização de tetraidrofurano e óxido de etileno, em que a parte das unidades derivadas de óxido de etileno está presente no poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol em mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol %, preferencialmente cerca de 48 a cerca de 58 mol %; (b) glicol polimérico selecionado a partir do grupo que consiste de poli(tetrametileno éter)glicol, poli(tetrametileno-co-2- metiltetrametilenoéter)glicol, poli(etileno éter)glicol, poli(propileno éter)glicol, policarbonato glicol e poliéster glicol, ou combinação desses membros; (c) pelo menos um diisocianato; (d) pelo menos um extensor de cadeia de diol; e em que o poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol e o glicol polimérico combinados possuem peso molecular de cerca de 650 Daltons a cerca de 4000 Daltons.
11. SPANDEX, caracterizado pelo fato de que compreende o poliuretano conforme definido na reivindicação 10.
12. TECIDO, caracterizado pelo fato de que compreende o spandex conforme definido na reivindicação 4 ou 11.
13. ARTIGO TÊXTIL, caracterizado pelo fato de que compreende o tecido conforme definido na reivindicação 12.
14. ARTIGO, caracterizado pelo fato de que compreende a poliuretanouréia conforme definida na reivindicação 1, em que o mencionado artigo pode ser uma dispersão, revestimento, filme, adesivo, elastômero ou artigo moldado.
15. ARTIGO, caracterizado pelo fato de que compreende o poliuretano conforme definido na reivindicação 10, em que o mencionado artigo pode ser uma dispersão, revestimento, filme, adesivo, elastômero ou artigo moldado.
16. PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE SPANDEX, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) colocar um poli(tetrametileno-co-etilenoéter)glicol que compreende unidades constituintes derivadas da copolimerização de tetraidrofurano em contato com oxido de etileno, em que a parte das unidades derivadas de óxido de etileno está presente no poli(tetrametileno-co- etilenoéter)glicol em mais de cerca de 37 a cerca de 70 mol % e um glicol polimérico selecionado a partir do grupo que consiste de poli(tetrametileno éter)glicol, poli(tetrametileno-co-2-metiltetrametilenoéter)glicol, poli(etileno éter)glicol, poli(propileno éter)glicol, policarbonato glicol e poliéster glicol, bem como combinação desses membros, com pelo menos um diisocianato para formar um glicol tampado; (b) adicionar opcionalmente um solvente ao produto de (a); (c) colocar o produto de (b) em contato com pelo menos um extensor de cadeias de diamina ou diol; e (d) fiar do produto de (c) para formar spandex.
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