BR102020003521B1

BR102020003521B1 - fio de poliuretano termoplástico e respectivo método de produção

Info

Publication number: BR102020003521B1
Application number: BR102020003521-5A
Authority: BR
Inventors: Heedae Park
Original assignee: Heedae Park
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-03-02
Also published as: KR101971849B1; US11649564B2; CN111607867B; CN111607867A; US10907277B2; EP3699216B1; US20200270773A1; BR102020003521A2; EP3699216A1; US20210087712A1; WO2020175736A1

Abstract

FIO DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICO E RESPECTIVO MÉTODO DE PRODUÇÃO. O fio de poliuretano termoplástico da presente invenção é excelente em resistência à abrasão e durabilidade porque contém partículas de poliuretano e nanossílica termoplásticas com grupos funcionais hidrofóbicos na superfície e é excelente na durabilidade de um fio de denier fino e pode ter um fio em uma forma de fio contínuo sem quebrar o desenvolvimento do fio durante a fiação ou o estiramento. Em particular, é excelente em dispersibilidade de cores, propriedades anti-incrustantes, resistência a arranhões, moldabilidade e similares.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS DE PATENTE CORRELATOS

[001] Este Pedido reivindica a prioridade ao Pedido de PatenteCoreana n°.10-2019-0022018, depositado em 25 de fevereiro de 2019, e todos os benefícios decorrentes do mesmo sob 35 U.S.C. §119, cujo conteúdo na íntegra é aqui incorporado por referência.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente invenção se refere a um fio de poliuretanotermoplástico e, mais particularmente, a um fio de poliuretano termoplástico, que inclui partículas de poliuretano termoplástico e nanossílica.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[003] O sapato pode incluir uma parte superior, uma solaintermediária e uma sola externa. A parte superior do sapato é feita de um fio revestido, como um fio de poliéster, um fio de náilon, um fio de PBT ou um fio acrílico, que são revestidos com uma resina termoplástica, como cloreto de polivinila ou poliuretano nas superfícies dos mesmos para melhorar a durabilidade, resistência à abrasão e adesão que tem sido usada principalmente (Documento de Patente 0001, 0002).

[004] No entanto, é difícil controlar uma quantidade de aplicações da resina termoplástica para revestimento em uma superfície do fio.

[005] Assim, existe um problema na produção de um fio revestido comuma espessura inferior a 350 denier devido à dificuldade acima referida de aplicar uma pequena quantidade de resina termoplástica.

[006] Por conseguinte, foi proposto um fio de poliuretanotermoplástico (um fio único de poliuretano termoplástico) no qual uma resina termoplástica (em particular, uma resina de poliuretano termoplástico) é submetida à fiação, sem revestir uma resina termoplástica em um fio de poliéster.

[007] No entanto, os fios termoplásticos de poliuretano têm umfenômeno de ruptura do fio (o fio é rompido) em um processo de fiação e trefilação quando produzidos em escala comercial. Em particular, existem problemas de altas ocorrências de ruptura de fio ao produzir fios de poliuretano termoplástico de denier fino.

[008] Foi proposto um método de adição de partículas de nanossílicaa um poliuretano termoplástico para solucionar o fenômeno de ruptura de fios (Documento de Patente 0003)

[009] O fio de poliuretano termoplástico com partículas de nanossílicapode melhorar um fenômeno de ruptura de fio, mas pode ocorrer um fenômeno de sombreamento devido à dispersibilidade insuficiente da cor. Tal fenômeno de sombreamento é um dos maiores problemas de defeitos de tecido porque ocorre uma diferença de cor no tecido, mesmo que o tecido seja feito dos mesmos fios fabricados.

[0010] Além disso, o fio de poliuretano termoplástico com nanossílicatem um problema de que a propriedade anti-incrustante, a resistência a arranhões, a propriedade de moldagem e similares podem ser reduzidas. Assim, é necessário melhorar o mesmo para um nível mais excelente.

Documentos de Patente

[0011] Documento de Patente 0001: Publicação de patente coreanaregistrada n° 10-1341054, Título da Invenção: “Method of making coating yarn” (Método de fabricação do fio de revestimento), Data de publicação: 13 de dezembro de 2013;

[0012] Documento de Patente 0002: Registro de patente coreana n° 101341055, Título da Invenção: “The method of preparing a thermoplastic polyurethane yarn” (O método de preparação de um fio de poliuretano termoplástico), Data da publicação: 13 de dezembro de 2013; e

[0013] Documento de Patente 0003: Publicação de patente coreana n°10-2018-0102030, Título da invenção: “Thermochemical polyurethan yarn” (Fios de poliuretano termoquímicos), data de publicação: 14 de setembro de 2018.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Problema técnico a ser resolvido

[0014] Um dos objetivos das modalidades da presente invenção éfornecer um fio de poliuretano termoplástico que é obtido na forma de um fio contínuo sem uma ruptura de fio e que é excelente nas propriedades de dispersibilidade de cores, anti-incrustantes, resistência a arranhões, moldabilidade e similares.

Solução da Técnica

[0015] O fio de poliuretano termoplástico pode incluir uma composiçãode poliuretano termoplástico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0016] A composição de poliuretano termoplástico inclui cerca de 0,5 a7,0 phr de partículas de nanossílica com base em poliuretano termoplástico, e as partículas de nanossílica podem incluir grupos funcionais hidrofóbicos na sua superfície.

[0017] As partículas de nanossílica podem ter tamanhos de partículasde 1 a 100 nm.

[0018] O grupo funcional hidrofóbico incluído na superfície daspartículas da nanossílica pode ser pelo menos qualquer um dentre um grupo alquila, um grupo dimetila, um grupo trimetila, um grupo dimetil siloxano e um grupo metacrila.

[0019] As partículas de nanossílica podem formar um agregado denanossílica.

[0020] O agregado de nanosilica pode ter um tamanho de agregado de100 a 1200 nm.

[0021] O poliuretano termoplástico pode incluir poliuretanotermoplástico virgem ou um poliuretano termoplástico misto obtido por mistura de poliuretano termoplástico virgem ou poliuretano termoplástico virgem com descarte de poliuretano termoplástico deixada após trabalho de alta frequência ou processamento por fusão a quente.

[0022] O fio de poliuretano termoplástico pode ser um fio demultifilamento com um único fio de 50 denier/filamento ou menos.

[0023] O fio de poliuretano termoplástico pode ser um fio demonofilamento com 50 a 350 denier.

[0024] O método para produzir um fio de poliuretano termoplásticopode incluir uma etapa de dispersão de partículas de nanossílica com um grupo funcional hidrofóbico em uma superfície do mesmo em pelo menos qualquer um dentre um poliol, um isocianato e uma matéria-prima líquida de um glicol de baixo peso molecular de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0025] Pode incluir uma etapa de polimerização das matérias-primaslíquidas que possuem nanossílicas dispersas para polimerizar uma resina para produção do fio de poliuretano termoplástico, e extrusão por fusão e fiação da resina para produzir o fio de poliuretano termoplástico.

[0026] De acordo com outra modalidade da presente invenção, éfornecido um método para a preparação de um fio de poliuretano termoplástico, incluindo: preparação de um lote principal contendo partículas de nanossílica com grupos funcionais hidrofóbicos em sua superfície.

[0027] Uma etapa de composição do lote principal com uma resina debase de poliuretano termoplástico para produzir uma resina para produção do fio de poliuretano termoplástico, e uma etapa de extrusão por fusão e fiação da resina para produzir o fio de poliuretano termoplástico.

Efeito da Invenção

[0028] O fio de poliuretano termoplástico tem uma resistência àabrasão e durabilidade ao nível dos fios de poliuretano termoplásticos revestidos convencionais e tem a vantagem de que os fios de denier fino de 350 denier ou menos podem ser obtidos na forma de fio contínuo sem romper o fio de acordo com aspectos da presente invenção.

[0029] Além disso, o fio de poliuretano termoplástico tem um excelenteefeito na propriedade de dispersibilidade da cor, anti-incrustante, resistência a arranhões, moldabilidade e similares de acordo com aspectos da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0030] O depósito de patente ou pedido de patente contém pelo menosum desenho executado em cores. Cópias desta patente ou publicação de pedido de patente com desenhos a cores serão fornecidas pelo Escritório de Patentes mediante solicitação e pagamento da taxa necessária.

[0031] A FIG. 1 é uma fotografia de SEM da superfície de um fio depoliuretano termoplástico do Exemplo 2 de acordo com aspectos da presente invenção;

[0032] A FIG. 2 é uma fotografia da dispersibilidade de cores doExemplo 29 de acordo com aspectos da presente invenção e do Exemplo Comparativo 17;

[0033] A FIG. 3 é uma fotografia da propriedade anti-incrustante doExemplo 29, de acordo com aspectos da presente invenção e do Exemplo Comparativo 17;

[0034] A FIG. 4 é uma fotografia da avaliação da resistência aarranhões do Exemplo 29 de acordo com aspectos da presente invenção e do Exemplo Comparativo 17 da presente invenção; e

[0035] A FIG. 5 é uma fotografia da moldabilidade do Exemplo 29, deacordo com aspectos da presente invenção e do Exemplo Comparativo 17.

MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[0036] Uma superfície de fio de poliéster ou fio de náilon não é revestidacom uma resina de poliuretano termoplástico, como nos documentos de referência citados.

[0037] Ao submeter à fiação a resina para produção de fios depoliuretano termoplástico contendo 0,5 a 7,0 phr de partículas de nanossílica com um grupo funcional hidrofóbico em suas superfícies, os fios com deniers finos, especialmente um fio de monofilamento de 50 a 350 denier ou um fio de multifilamento de 50 denier/filamento ou menos pode ser obtido como uma forma de fio contínua que não se rompe.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0038] A seguir, modalidades preferidas da presente invenção serãodescritas em detalhes. As modalidades da presente invenção podem ser modificadas em várias outras formas, e o escopo da presente invenção não está limitado às modalidades descritas abaixo.

[0039] Além disso, as modalidades da presente invenção são fornecidaspara explicar mais completamente a presente invenção para aqueles versados na técnica.

[0040] Como usado na presente invenção, “Partículas de nanossílica”significa uma partícula de sílica de 100 nm ou menos, na qual o tamanho de partícula da partícula primária é menor que uma unidade micro.

[0041] Como usado na presente invenção, “partículas de nanossílicacom grupos funcionais hidrofóbicos na superfície” significa que um grupo funcional com hidrofobicidade é introduzido em uma parte ou em toda a superfície da partícula de nanossílica.

[0042] Em geral, as partículas de nanossílica convencionais têm umasuperfície hidrofílica, no entanto, uma superfície de nanossílica é hidrofóbica através da introdução de grupos funcionais hidrofóbicos através de um tratamento superficial específico (ou modificação da superfície) de acordo com aspectos da presente invenção.

[0043] O termo “agregado de nanossílica” usado no presente pedido serefere a um estado em que pelo menos cerca de 70% ou mais das partículas primárias da nanossílica foram fortemente ligadas entre si por meio de um método físico-químico.

[0044] Um agregado é uma coleção de várias partículas primárias ecorresponde a um conceito distinto do de um aglomerado, que é composto por vários agregados.

[0045] É difícil separar ainda mais os agregados de nanossílica ementidades menores (partículas de nanossílica).

[0046] Como usado na presente invenção, o “fio de poliuretanotermoplástico” usado na presente invenção se refere a um fio produzido pela fiação direta de um poliuretano termoplástico em si e distinto de um fio revestido produzido pelo revestimento de uma resina de poliuretano termoplástico na superfície de um fio de poliéster ou similar.

[0047] Na presente invenção, a expressão “produção contínua de fio depoliuretano termoplástico” significa que o fio de poliuretano termoplástico é obtido de forma contínua no processo de produção do fio de poliuretano termoplástico sem ruptura do fio.

[0048] O fio de poliuretano termoplástico inclui partículas de sílica deunidades nano (100 nm ou menos) em um tamanho de partícula que não está em unidades micro, de acordo com aspectos da presente invenção.

[0049] No caso de usar partículas de microssílica, é praticamenteimpossível produzir um fio de poliuretano termoplástico de forma contínua devido a ocorrências frequentes de ruptura do fio durante o processo de fiação ou trefilação de um fio de poliuretano termoplástico.

[0050] O fio de poliuretano termoplástico pode incluir partículas denanossílica com um grupo funcional hidrofóbico em suas superfícies de acordo com um aspecto da presente invenção.

[0051] Se grupos funcionais hidrofóbicos são introduzidos nasuperfície das partículas da nanossílica, é confirmado que a ruptura do fio, que pode ser gerada pela umidade nos processos como fiação e trefilação, é reduzida e as propriedades físicas, como a propriedade de dispersibilidade da cor, anti-incrustante, de resistência a arranhões e de moldagem são melhoradas.

[0052] O fio de poliuretano termoplástico contém de 0,5 a 7,0 phr(partes por cem de resina) de partículas de nanossílica com base na resina de poliuretano termoplástico de acordo com o aspecto da presente invenção.

[0053] Se o teor das partículas de nanossílica for inferior a 0,5 phr combase na resina de poliuretano termoplástico, ocorrerá a ruptura do fio ou a superfície do fio se tornará áspera durante a produção do fio.

[0054] Uma ruptura de fio pode ocorrer em um processo de fiação outrefilação, se o teor das partículas de nanossílica exceder 7,0 phr com base na resina de poliuretano termoplástico.

[0055] O fio de poliuretano termoplástico pode incluir partículas denanossílica com um grupo funcional hidrofóbico na superfície, contidas em uma quantidade de 0,5 a 7,0 phr com base na resina de poliuretanotermoplástico, para que o fio possa ser produzido em massa economicamente e efetivamente. Além disso, o fio de poliuretanotermoplástico é excelente nas propriedades de dispersibilidade de cores, anti-incrustantes, de resistência a arranhões e de moldagem de acordo com aspectos da presente invenção.

[0056] Geralmente, para garantir uma boa trabalhabilidade em umaprodução em massa econômica e eficaz de fios em uma indústria de fios de poliuretano termoplástico, a taxa de ocorrência de ruptura de fios deve geralmente ser mantida em 2% ou menos.

[0057] O fio pode não ser produzido facilmente devido à baixatrabalhabilidade de fiação e torção se a taxa de ocorrência de ruptura do fio for de cerca de 2% ou mais.

[0058] As partículas de nanossílica usadas no fio de poliuretanotermoplástico têm, de preferência, tamanhos, diâmetros de 1 a 100 nm, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[0059] O tamanho das partículas de nanossílica é o tamanho departícula primária do estado não agregado e pode ser medido com o uso de um microscópio eletrônico de transmissão ou similar.

[0060] A ruptura do fio pode ocorrer no processo de fiação ou trefilaçãose o tamanho das partículas da nanossílica for inferior a 1 nm ou superior a 100 nm.

[0061] O grupo funcional hidrofóbico tal como um grupo alquila, umgrupo dimetila, um grupo trimetila, um grupo dimetil siloxano, um grupo metacrila ou similar pode ser introduzido na superfície das partículas da nanossílica.

[0062] Por exemplo, as partículas de nanossílica usadas no fio de poliuretano termoplástico podem ser obtidas tratando a nanossílica obtida controlando uma temperatura e/ou uma pressão em um processo de produção de sílica pirogenada com um composto de organossilano, de modo que a superfície da partícula de nanossílica contenha um grupo dimetila de acordo com aspectos da presente invenção.

[0063] As partículas de nanossílica introduzidas no grupo funcionalhidrofóbico têm, de preferência, uma densidade de grupo OH de 1,0 OH/nm2 ou menos.

[0064] A densidade do grupo OH pode ser medida reagindo aspartículas de nanossílicas com grupos funcionais hidrofóbicos introduzidos nas mesmas com hidreto de alumínio e lítio e medindo a densidade dos grupos OH usando espectroscopia de IV para determinar a absorbância molar da banda de vibração de estiramento do grupo OH no grupo silanol do vidro em 3750cm 1 do composto.

[0065] As partículas de nanossílica existem em um estado agregado esão dispersas em um estado agregado que é difícil de separar em um fio de poliuretano termoplástico de acordo com o aspecto da presente invenção.

[0066] Os agregados das partículas de nanossílica usados nos fios depoliuretano termoplástico têm tamanhos de agregados de 100 a 1200 nm, de preferência, de 200 a 500 nm, de acordo com aspectos da presente invenção.

[0067] Se o tamanho do agregado de nanossílica for superior a 100 nm,a nanossílica será bem dispersa. No entanto, se for superior a 1200 nm, o efeito de espessamento não é eficaz, de modo que muitas rupturas de fio ocorrem em um processo de fiação e/ou trefilação.

[0068] Um tamanho do agregado de nanossílica se refere aocomprimento do agregado de nanossílica em uma direção de eixo longo, e pode ser geralmente medido com o uso de um microscópio eletrônico de transmissão ou similar.

[0069] A resina de poliuretano termoplástico usada no fio depoliuretano termoplástico pode ser um poliuretano termoplástico virgem de acordo com um aspecto da presente invenção.

[0070] Os poliuretanos termoplásticos virgens são poliuretanostermoplásticos obtidos por polimerização de matérias-primas como polióis e isocianatos com glicóis de baixo peso molecular como extensores de cadeia.

[0071] Exemplos dos polióis a serem usados neste documento podemincluir glicóis de poliéster, glicóis de poliéter, policaprolactonas e similares. Exemplos de isocianatos podem incluir isocianatos aromáticos e isocianatos alifáticos. Exemplos de glicóis de baixo peso molecular incluem 1,4- butanodil.

[0072] A resina de poliuretano termoplástico usada no fio depoliuretano termoplástico pode ser um poliuretano termoplástico obtido pela mistura de um poliuretano termoplástico virgem produzido como descrito acima com um trabalho de alta frequência ou um descarte de poliuretano termoplástico deixado após o processamento a quente, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[0073] O fio de poliuretano termoplástico pode ser obtido em umaforma contínua de banda de rodagem sem ruptura no processo de produção de fiação ou similar. Em particular, o fio de poliuretano termoplástico pode ser um fio de poliuretano termoplástico de denier fino de acordo com um aspecto da presente invenção.

[0074] De preferência, o fio de poliuretano termoplástico pode ser umfio de multifilamento com uma finura de monofilamento de 50 denier/filamento ou menos ou um fio de monofilamento com uma finura de 50 a 350 denier de acordo com um aspecto da presente invenção.

[0075] As partículas de nanossílica podem ser distribuídasuniformemente em um fio termoplástico de poliuretano, em particular, grupos funcionais hidrofóbicos das partículas de nanossílica contribuem para melhorar a propriedade anti-incrustante e a resistência a arranhões do fio termoplástico de poliuretano, mas também melhoram diretamente a dispersibilidade da cor e a moldabilidade, suprimindo a ruptura do fio que pode ser gerada pela água em um processo de fiação ou trefilação de acordo com aspectos da presente invenção.

[0076] Existem dois métodos para produzir o fio de poliuretanotermoplástico da presente invenção.

[0077] Um é produzindo com o uso de uma resina para fio depoliuretano termoplástico que é obtida através da introdução de nanossílica em uma matéria-primade polimerização de uma resina de poliuretano termoplástico e polimerizando o fio de poliuretano termoplástico com uma certa quantidade de resina de nanossílica e uretano.

[0078] O outra é, em vez de introduzir a nanossílica em uma matéria-prima de polimerização da resina de poliuretano termoplástico, introduzir a nanossílica na resina de poliuretano termoplástico polimerizada para preparar um lote principal e produzir uma resina para produção do fio de poliuretano termoplástico usando o lote principal e uma resina à base de poliuretano termoplástico.

[0079] O primeiro método de fabricação pode incluir uma etapa dedispersão de partículas de nanossílica com grupos funcionais hidrofóbicos em uma superfície de pelo menos qualquer um dentre poliol, isocianato e matérias-primas líquidas de glicol de baixo peso molecular, polimerizando matérias-primas líquidas nas quais partículas de nanossílica são dispersas para polimerizar uma resina para produção de um fio de poliuretano termoplástico e extrusão por fusão e torção da resina para produção do fio de poliuretano termoplástico.

[0080] Especificamente, uma partícula de nanossílica com um grupofuncional hidrofóbico é adicionada a pelo menos qualquer um dentre um poliol, um isocianato e um glicol de baixo peso molecular e suficientemente agitada para preparar uma matéria-prima líquida. A matéria-prima líquida é polimerizada em um reator para produzir uma resina para fio de poliuretano termoplástico. Então, o fio de poliuretano termoplástico pode ser produzido por fiação por fusão da resina obtida para produção do fio de poliuretano termoplástico de acordo com aspectos da presente invenção.

[0081] Neste momento, as partículas de nanossílica são adicionadas demodo a ter um teor de 0,5 a 7,0 phr com base na resina de poliuretano termoplástico.

[0082] O segundo método pode incluir a preparação de um loteprincipal com partículas de nanossílica com grupos funcionais hidrofóbicos em suas superfícies, a preparação de uma resina para produção de fio de poliuretano termoplástico, compondo o lote principal com uma resina à base de poliuretano termoplástico e uma etapa de extrusão por fusão e fiação da resina para produção do fio de poliuretano termoplástico.

[0083] Especificamente, primeiro, uma partícula de nanossílica comum grupo funcional hidrofóbico em sua superfície é concentrada e composta com uma resina de poliuretano termoplástico para preparar um lote principal contendo partículas de nanossílica e o lote principal é introduzido em uma resina à base de poliuretano termoplástico e composta para produzir um resina para produção de fio de poliuretano termoplástico e, em seguida, um fio de poliuretano termoplástico pode ser produzido por centrifugação da resina para produção de fio de poliuretano termoplástico de acordo com aspectos da presente invenção.

[0084] Neste momento, o teor das partículas de nanossílica contidasno lote principal é, de preferência, 40% em peso ou menos, com mais preferência, cerca de 30% em peso. Neste momento, o teor do lote principal composto é ajustado para que o teor das partículas de nanossílica seja de 0,5 a 7,0 phr com base na resina de poliuretano termoplástico final.

[0085] A seguir, o fio de poliuretano termoplástico da presente invenção será descrito especificamente a título de exemplos. No entanto, deve ser entendido que o escopo da presente invenção não é limitado pelas modalidades.

Exemplo Experimental 1: Processabilidade do fio de poliuretano termoplástico Exemplos 1 a 14 1. Produção de uma resina para produção de fio de poliuretano termoplástico

[0086] Um poliol, um isocianato e um glicol de baixo peso molecularsão preparados como matéria-prima líquida para uso em uma polimerização de resina de poliuretano termoplástico usual, e um nano transportador com tamanho de partícula de 100 nm ou menor é tratado com dimetil diclorossilano para ter uma tamanho médio de partícula primária de cerca de 20 nm, uma partícula de nanossílica foi preparada contendo um grupo dimetila como um grupo funcional hidrofóbico na sua superfície.

[0087] As partículas de nanossílica acima foram adicionadas a umpoliol como matéria-prima líquida a uma razão de peso constante e amassadas a uma temperatura de 80 a 100°C a uma velocidade de 20 a 30 rpm.

[0088] Um poliol com partículas de nanossílica suficientementedispersas, isocianato e glicol de baixo peso molecular foram introduzidos simultaneamente em um reator e polimerizados para obter um polímero.

[0089] O polímero obtido foi seco e cortado para preparar uma resinapara produção de um fio de poliuretano termoplástico nas formas de péletes.

2. Produção de fio de poliuretano termoplástico A. Produção de fios de multifilamentos (150 denier/24 filamentos)

[0090] A resina bruta de poliuretano termoplástico peletizado acima foicolocada em uma extrusora rotativa e extrudida a quente a uma temperatura de 150 a 250°C (velocidade de operação: 3000 m/min).

[0091] O fio que sai através das matrizes da extrusora foi resfriado a25 a 40°C enquanto era coletado pelo número de filamentos (24 filamentos).

[0092] O fio obtido foi estirado e o fio estirado foi enrolado.

Produção de fios de multifilamentos (150 denier)

[0093] A resina peletizada acima para produção de fio de poliuretanotermoplástico foi introduzida em uma extrusora de fiação e fundida por extrusão a uma temperatura de 150 a 230°C (velocidade de operação: 200 m/min).

[0094] O fio que sai através das matrizes da extrusora foi resfriado comágua a 25 a 40°C.

[0095] O fio obtido foi estirado, e o fio estirado foi envelhecido em umacâmara de aquecimento normal e, em seguida, o fio foi enrolado.

Exemplos Comparativos 1 a 8

[0096] Um fio de poliuretano termoplástico foi preparado da mesmamaneira que nos Exemplos 1 a 14, exceto que o teor de nanossílica foi variado.

Avaliação

[0097] A alteração da viscosidade, a processabilidade da extrusão e oestado da superfície dos fios de poliuretano termoplásticos dos Exemplos 1 a 14 e dos Exemplos Comparativos 1 a 8 foram avaliados de acordo com o teor da nanossílica contida no fio de poliuretano termoplástico, e os resultados são mostrados na Tabela 1 abaixo (se a taxa de ocorrência de ruptura do fio normal for 2% ou menor, o trabalho será considerado um bom trabalho). (Tabela 1)

[0098] De acordo com a Tabela 1 acima, o fio de poliuretanotermoplástico que não contém partículas de nanossílica ou que contém cerca de 0,3 phr foi muito escoado durante a extrusão. Assim, a taxa de ruptura do fio era tão alta que a operação de fiação era impossível (a frequência de ocorrência de rupturas do fio era de cerca de 24 ~ 80%) e a superfície do fio de poliuretano termoplástico também era áspera (Exemplos Comparativos 1 e 2).

[0099] O fio de poliuretano termoplástico contendo 0,5 a 7,0 phr departículas de nanossílica exibiu excelente fiação e elasticidade (trabalhabilidade) sem ruptura do fio quando da extrusão (taxa de ocorrência de ruptura do fio de 2% ou menos) e da boa superfície do fio (Exemplo 1 a 14).

[00100] A fotografia de SEM da superfície do fio de poliuretano termoplástico do Exemplo 2 é mostrada na Fig. 1, confirma-se que as partículas de nanossílica (cerca de 20 nm) estão bem dispersas em um estado agregado de nanossílica (100 a 600 nm) no fio de poliuretano termoplástico.

[00101] O fio de poliuretano termoplástico contendo 7,5% phr ou mais de nanossílica teve um problema de baixa trabalhabilidade devido a ocorrências frequentes de rupturas de fio durante a extrusão (Exemplos

Comparativos 3 a 8).

[00102] A partir destes resultados de teste, pode-se ver que o fio de poliuretano termoplástico da presente invenção contendo 0,5 a 7,0 phr de partículas de nanossílica com grupos funcionais hidrofóbicos introduzidos em sua superfície pode ser obtido em forma de denier fino sem o desenvolvimento de rupturas de fio.

Exemplo Experimental 2: Processabilidade do fio de poliuretano termoplástico (usando o lote principal) Exemplos 15 a 28 1. Preparação do lote principal e preparação do fio de poliuretano termoplástico

[00103] As partículas de nanossílica de 100 nm ou menos foram tratadas com dimetil diclorossilano para preparar partículas de nanossílica com tamanho médio de partícula de cerca de 20 nm e um grupo dimetila como um grupo funcional hidrofóbico na superfície.

[00104] As partículas de nanossílica acima e a resina de poliuretano termoplástico foram colocadas em uma amassadeira a uma razão de peso constante e amassadas a uma temperatura de 100 a 120°C a uma velocidade de 20 a 30 rpm. Neste momento, o teor das partículas de nanossílica era de cerca de 30% em peso, com base no lote principal final.

[00105] O produto amassado acima (composto) foi resfriado, pulverizado a um diâmetro de 10 nm ou menos e depois colocado em uma extrusora de parafuso duplo convencional. Neste momento, a temperatura da extrusora biaxial era de 150 a 200°C.

[00106] O lote principal composto em uma extrusora de parafuso duplo foi inserido na água de resfriamento de 15 a 20°C para formar péletes, seguido de secagem e envelhecimento.

[00107] Uma resina para produção do fio de poliuretano termoplástico foi obtida através da composição do lote principal preparado como descrito acima e com uma resina à base de poliuretano termoplástico convencional a uma razão de peso constante.

2. Fabricação de fios de poliuretano termoplásticos A. Fabricação de fios de multifilamentos (150 denier/24 filamentos)

[00108] A resina bruta de poliuretano termoplástico mencionada acima foi colocada em uma extrusora rotativa e extrudida a uma temperatura de 150 a 250°C (velocidade de operação: 3000 m/min).

[00109] O fio que sai através das matrizes da extrusora foi coletado pelo número de filamentos (24 filamentos) e resfriado a ar de 25 a 40°C.

[00110] O fio obtido foi estirado e o fio estirado foi enrolado.

B. Produção de fio de monofilamento (150 denier)

[00111] A resina bruta de poliuretano termoplástico mencionada acima foi colocada em uma extrusora rotativa e extrudida a uma temperatura de 150 a 230°C (velocidade de trabalho: 200 m/min).

[00112] O fio que sai através da matriz da extrusora (não mostrado) foi resfriado com água a 25 a 40°C.

[00113] O fio obtido foi trefilado, e o fio trefilado foi envelhecido em uma câmara de aquecimento normal e, em seguida, o fio foi enrolado.

Exemplos Comparativos 9 a 16

[00114] Os fios de poliuretano termoplásticos foram preparados da mesma maneira que nos Exemplos 15 a 28, exceto que os teores de nanossílica foram variados.

Avaliação

[00115] A alteração da viscosidade, processabilidade da extrusão e condição da superfície dos fios de poliuretano termoplásticos dos Exemplos 15 a 28 e dos Exemplos Comparativos 9 a 16 foram avaliadas de acordo com o teor da nanossílica contida nos fios de poliuretano termoplásticos, e os resultados são mostrados na Tabela 2 abaixo (em geral, um caso em que a taxa de ocorrência de ruptura de fio seja 2% ou menor, o trabalho é considerado bom). (Tabela 2)

[00116] De acordo com a Tabela 2 acima, altas ocorrências de ruptura de fios se o poliuretano termoplástico não contiver partículas nanossílica ou contendo cerca de 0,3 phr de partículas de nanossílica devido ao escoamento excessivo durante a extrusão e a produção de fios era impossível (a frequência de ocorrência de ruptura de fios era de 26% a 80% e as superfícies dos fios de poliuretano termoplásticos também eram ásperas). Exemplos Comparativos 9 a 10).

[00117] Os fios de poliuretano termoplásticos contendo 0,5 a 7,0 phr de partículas de nanossílica exibiram excelente fiação e elasticidade sem ruptura do fio durante a extrusão (taxa de ocorrência de ruptura do fio de 2% ou menor) e boa superfície do fio (Exemplos 15 a 28).

[00118] Os fios de poliuretano termoplásticos com um teor de nanossílica de 7,5 phr ou superior tiveram problemas já que as rupturas de fio eram frequentemente geradas durante a extrusão, resultando em baixa trabalhabilidade (Exemplos Comparativos 11 a 16).

[00119] A partir destes resultados de teste, foi provado que o fio de poliuretano termoplástico (em que o teor de nanossílica é de 0,5 a 7,0 phr) contendo partículas de nanossílica com grupos funcionais hidrofóbicos introduzidos nas superfícies em uma forma de lote principal pode ser obtido de acordo com os aspectos da presente invenção.

Exemplo Experimental 3: Propriedade de dispersão de cor, anti- incrustante, resistência a arranhões, e de moldagem de fio de poliuretano termoplástico Exemplo 29

[00120] Um tecido de poliuretano termoplástico foi fabricado com o uso de um fio de poliuretano termoplástico compreendendo partículas de nanossílica com grupos funcionais hidrofóbicos da invenção do Exemplo 2.

[00121] Esses tecidos foram avaliados quanto à dispersibilidade da cor (avaliação comparativa visual após tingimento com 0,2 phr de pigmento azul), anti-incrustante (conforme ISO 26082-1), resistência a arranhões (conforme ASTM D3886), aquecimento (prensagem a 160°C, 60 bar, 80 segundos).

Exemplo Comparativo 17

[00122] No Exemplo 2, o fio de poliuretano termoplástico foi preparado usando partículas de nanossílica convencionais em vez das partículas de nanossílica introduzidas pelo grupo funcional hidrofóbico.

[00123] Um tecido de poliuretano termoplástico foi feito usando o fio de poliuretano termoplástico produzido descrito acima.

[00124] Esses tecidos foram avaliados quanto à dispersibilidade da cor (avaliação comparativa visual após o tingimento com 0,2 phr de pigmento azul), anti-incrustante (de acordo com a ISO 26082-1) e resistência a arranhões (de acordo com ASTM D3886), prensagem ao aquecimento de 160°C, 60 bar, 80 segundos)

Avaliação

[00125] As amostras do Exemplo 29 e Exemplo Comparativo 17 foram avaliadas quanto à propriedade de dispersibilidade da cor, anti-incrustante, de resistência a arranhões e moldabilidade, e são mostradas na Fig. 2/Fig.5).

[00126] Com referência à Fig. 2, no Exemplo 29, o sombreamento raramente ocorre após o tecido ser tecido, mas no Exemplo Comparativo 17, uma cor diferente é gerada após a tecelagem.

[00127] Por outras palavras, pode ser visto que o Exemplo 29 é superior em dispersibilidade de cores.

[00128] Tal fenômeno de sombreamento pode ser visto como um pequeno sombreamento quando se refere a um fio, mas quando o tecido é tecido usando o fio, um sombreamento maior é gerado na cor do tecido, o que pode causar um problema de defeito no tecido.

[00129] Com referência à Fig. 3, pode-se ver que quase não houve contaminação no Exemplo 29, mas a contaminação foi grave no Exemplo Comparativo 17.

[00130] Ou seja, pode-se ver que a propriedade anti-incrustante do Exemplo 29 é melhorada e a resistência à contaminação é melhor que a do Exemplo Comparativo 17.

[00131] A Tabela 3 abaixo também mostra que o valor da diferença de cor do Exemplo 29 é menor que a do Exemplo Comparativo 17, de modo que é confirmado que os tecidos sujos podem não ser facilmente contaminados. (Tabela 3)

[00132] ISO 26082-1, testador de fricção de 500 g de carga, alternando 20 vezes de tecidos sujos, medição com medidor de cor.

[00133] Com referência à Fig. 4, confirma-se que o Exemplo 29 não é mais bem usado do que o do Exemplo Comparativo 17.

[00134] Ou seja, o Exemplo 29 é superior em resistência a arranhões do que o Exemplo Comparativo 17.

[00135] Na Tabela 4, pode ser visto que o ciclo de abrasões do Exemplo 29 (o número de alternâncias necessárias para a abrasão) é maior que o do Exemplo Comparativo 17.

(Tabela 4)

[00136] ASTM D3886, com o uso de um testador de abrasão Stoll

[00137] Com referência à Fig. 5, pode ser visto que o Exemplo 29 tem melhor moldabilidade do que o Exemplo Comparativo 17 e a forma é clara.

[00138] Como descrito acima, o fio de poliuretano termoplástico da presente invenção pode obter um fio de 350 denier ou menor na forma de um fio contínuo sem um fenômeno de desenvolvimento da ruptura do fio, e particularmente excelente em propriedades como dispersibilidade de cor, propriedade anti-incrustante, resistência a arranhões e moldabilidade.

[00139] Embora a presente divulgação tenha sido mostrada e descrita com referência a certas modalidades da mesma, será entendido pelos versados na técnica que várias alterações na forma e nos detalhes podem ser feitas na mesma sem se afastar do escopo da presente divulgação. Portanto, o escopo da presente divulgação não deve ser definido como limitado às modalidades, mas deve ser definido pelas Reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Fio de Poliuretano Termoplástico, compreendendo uma composição de poliuretano termoplástico, caracterizado por que a composição de poliuretano termoplástico compreende partículas de nanossílica com um tamanho de partícula primário de 1 a 100 nm e de 0,5 a 7,0 partes por cem de resina (phr) com base em um poliuretano termoplástico; em que as partículas de nanossílica compreendem um grupo funcional hidrofóbico na superfície e compõem-se em agregados de partículas de nanossílica com tamanhos de 100 a 1.200 nm.

2. Fio de Poliuretano Termoplástico, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o grupo funcional hidrofóbico contido na superfície da partícula de nanossílica é pelo menos qualquer um dentre um grupo alquila, um grupo dimetila, um grupo trimetila, um grupo dimetil siloxano e um grupo metacrila.

3. Fio de Poliuretano Termoplástico, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o poliuretano termoplástico compreende um poliuretano termoplástico virgem ou um poliuretano termoplástico obtido pela mistura de descarte de poliuretano termoplástico remanescente após trabalho de alta frequência ou processamento a quente no poliuretano termoplástico virgem.

4. Fio de Poliuretano Termoplástico, de acordo com a Reivindicação 1,caracterizado por que o fio de poliuretano termoplástico é um fio de multifilamento com uma finura de fio único de 50 denier/filamento ou menos.

5. Fio de Poliuretano Termoplástico, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o fio de poliuretano termoplástico é um fio de monofilamento com uma finura de 50 a 350 denier.

6. Fio de Poliuretano Termoplástico, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que os fios de poliuretano termoplástico têm os tamanhos dos agregados de nanossílica de 200 a 500 nm.

7. Método Para Produzir Fio de Poliuretano Termoplástico, conforme definido em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 5, o método caracterizado por que compreende: dispersar partículas de nanossílica com grupos funcionais hidrofóbicos na sua superfície em pelo menos qualquer um dentre uma matéria-prima líquida de um poliol, um isocianato e um glicol de baixo peso molecular; polimerizar a matéria-prima líquida na qual as partículas de nanossílica são dispersas para polimerizar a resina para produção de fios de poliuretano termoplásticos; e submeter à extrusão por fusão e fiação a resina para produção de fio de poliuretano termoplástico.

8. Método Para Produzir Fio de Poliuretano Termoplástico, de acordo com a Reivindicação 7, o método caracterizado por que compreende: preparar um lote principal compreendendo partículas de nanossílica com funcionalidades hidrofóbicas em sua superfície; preparar uma resina para produção do fio de poliuretano termoplástico, compondo o lote principal com uma resina à base de poliuretano termoplástico; e submeter à extrusão por fusão e fiação a resina para produção do fio de poliuretano termoplástico.