BR112019006550A2

BR112019006550A2 - fio de poliuretano termoplástico

Info

Publication number: BR112019006550A2
Application number: BR112019006550A
Authority: BR
Inventors: Park Heedae
Original assignee: Park Heedae
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2019-10-01
Also published as: US10450437B2; EP3594287A4; WO2018164433A1; KR101879981B1; EP3594287A1; BR112019006550B1; US20180100050A1; CN109790373A; CN109790373B; KR20180039546A

Abstract

trata-se de um fio de poliuretano termoplástico preparado através do uso de poliuretano termoplástico apenas através de extrusão a quente, de modo a solucionar os problemas com fios revestidos de poliuretano termoplástico. o poliuretano termoplástico contém nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor como um agente espessante para assegurar a trabalhabilidade e as propriedades desejadas. a contagem de dtex (denier) de um fio de filamento único é 55,55 a 388,88 (50 a 350) quando o fio de poliuretano termoplástico é um fio de monofilamento; e 55,55 (50) ou menor quando o fio de poliuretano termoplástico é um fio de multifilamento. consequentemente, o fio de poliuretano termoplástico pode ser estirado continuamente sem ruptura da linha durante o processo de estiramento de fios de monofilamento ou de multifilamento, aprimorando, desse modo, a produtividade.

Description

FIO DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICO

CAMPO DA TÉCNICA [0001] A presente invenção refere-se a um fio de poliuretano termoplástico e, mais particularmente, a um fio de poliuretano termoplástico que torna possível fabricar linha de TPU continuamente sem ruptura da linha (isto é, uma situação em que a linha de TPU rompe ou se parte em um processo de estiramento) adicionando-se nanossílica na fabricação de fios de monofilamento e multifilamento, através do uso de poliuretano termoplástico apenas.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA [0002] Como é bem conhecido, os fios para calçados superiores ou usos industriais são produzidos principalmente a partir de poliéster, nylon, resina acrílica ou similares. Os materiais de tecido processados a partir de desses fios não são somente de fraca durabilidade e resistência ao desgaste, mas também problemáticos em muitos aspectos incluindo adesividade, sendo os mesmos, portanto, inadequados para uso para funcionalidade de alto nível tal como materiais de tecido de calçados ou similares.

[0003] Uma solução atual para esse problema é um fio (daqui em diante referido como fio revestido) do qual a superfície é revestida com uma resina termoplástica de modo a aumentar a resistência do fio. Tal fio revestido é geralmente fabricado aplicando-se um revestimento de uma resina termoplástica, tal como PVP ou PP, ou um poliuretano termoplástico sobre um fio como poliéster ou nylon em um

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 40/68

2/27 dado através do uso de uma extrusora geral.

[0004] Usar uma resina termoplástica regular é, no entanto, problemático em que a quantidade do revestimento é difícil de controlar, particularmente tornando impossível usar uma pequena quantidade do revestimento e, eventualmente, produzir fios revestidos espessos que têm uma alta contagem de dtex acima de 388,88 (denier acima de 350), o que leva à deterioração na durabilidade e resistência ao desgaste.

[0005] Em um esforço para solucionar esse problema, como pode ser visto a partir dos seguintes documentos de patentes 1 a 4, os inventores da presente invenção têm feito pesquisa e desenvolvimento sustentáveis nos métodos de fabricação para fio revestido, os compostos para fio revestido, os fios revestidos de poliuretano termoplástico, etc. desde 2012.

[0006] As patentes anteriores podem permitir a produção de fios revestidos com excelência em resistência

ao desgaste,	adesividade, resistência	à	água, propriedades
de moldagem,	etc.	No entanto, os	fios revestidos	das
patentes	anteriores	são obrigados	a	ter núcleos	como
poliéster	ou	nylon,	o que resulta	em	grande espessura,
tornando	impossível	a realização de	um	fio revestido	com
espessura	•
[0007]		Além	disso, os fios	revestidos	com

poliuretano termoplástico (TPU) descritos nas patentes anteriores não têm uma viscosidade tão elevada como poliéster ou nylon devido às características do TPU,

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 41/68

3/27 portanto um agente espessante é um ingrediente essencial para a implementação suave do processo de extrusão.

[0008] Para fios simples, as coisas são diferentes dos fios revestidos com TPU das patentes anteriores. Silica de tamanho regular pode ser usada como um agente espessante para fios de monofilamento espessos, mas não para fios de multifilamento finos nos quais um único fio de filamento tem uma contagem de dtex inferior a cerca de 55,55 (denier inferior a cerca de 50). Particularmente, mesmo na produção de fios de monofilamento (por exemplo, aqueles que têm uma contagem de dtex de 55,55 a 388, 88 (denier de 50 a 350)) usando silica geral, ruptura de linha (a saber, a situação em que a linha se rompe ou se parte) ocorre inevitavelmente no processo de estiramento tornando a produção contínua de fios TPU impossível e resultando em baixa produtividade.

[0009] Consequentemente, tal silica de tamanho regular não está disponível na produção contínua de fios de TPU, particularmente fios de monofilamento ou de multifílamentos feitos de poliuretano termoplástico (TPU) sem ruptura de linha. Especialmente, a silica regular é imprópria para uso como agente espessante no estiramento de fios finos de TPU (isto é, um fio de filamento único inferior a 55,55 dtex (50 denier) para fio multifilamento e entre 55,55 a 388,88 dtex (50 a 350 denier) para fio monofilamento) de maneira contínua sem ruptura de linha.

[DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR] [DOCUMENTO DE PATENTE] [0010] Documento de Patente n° 1: A Patente n° KR

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 42/68

4/27

10-1341054 (sob o título de Method for Manufacturing Coated Yarn como publicada em 13 de dezembro de 2013) .

[0011] Documento de Patente n° 2: A Patente n° KR 10-1530149 (sob o título de Compound Composition for Coated Yarn Having Pores como publicada em 19 de junho de 2015) .

[0012] Documento de Patente n° 3: A Patente n° KR 10-1318135 (sob o título de Thermoplastic Polyurethane Compound Composition for Coated Yarn como publicada em 15 de outubro de 2013) .

[0013] Documento de Patente n° 4: A Patente n° KR 10-1341055 (sob o título de Composition of Thermoplastic Polyurethane Yarn and Fabrication Method thereof como publicada em 13 de dezembro de 2013) .

REVELAÇÃO

PROBLEMA DA TÉCNICA [0014] A presente invenção é para solucionar os problemas com fios revestidos de poliuretano termoplástico como revelado nos documentos anteriores. É, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer um fio de poliuretano termoplástico que usa silica de tamanho nanoscópico como um agente espessante adequado para a produção de fios finos a partir de TPU apenas para assegurar trabalhabilidade e propriedades desejadas, e para estirar fios de TPU continuamente sem ruptura da linha no processo de estiramento.

[0015] É outro objetivo da presente invenção fornecer um fio de poliuretano termoplástico que realiza um

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 43/68

5/27 processo de estiramento contínuo de fios de TPU sem ruptura da linha na produção de fios de monofilamento produzidos a partir de TPU apenas.

É ainda outro objetivo da presente invenção fornecer um fio de poliuretano termoplástico que realiza um processo de estiramento contínuo de um fio de monofilamento que tem uma contagem de dtex de 55,55 a 388,88 (denier de 50 a 350) na produção de fios de monofilamento produzidos a partir de TPU apenas.

[0017] É, ainda adicionalmente, outro objetivo da presente invenção fornecer um fio de poliuretano termoplástico que realiza um processo de estiramento contínuo de fios de TPU na produção de fios de multifilamento produzidos a partir de TPU apenas.

[0018] É, ainda, outro objetivo da presente invenção fornecer um fio de poliuretano termoplástico que realiza um processo de estiramento contínuo de um fio de filamento único que tem uma contagem de dtex de 55,55 (denier de 50) ou menor na produção de fios de multifilamento produzidos a partir de TPU apenas.

SOLUÇÃO TÉCNICA

Uma resina para fio de poliuretano termoplástico de acordo com a presente invenção pode incluir um poliuretano termoplástico e nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor.

A método para fabricar um fio de poliuretano termoplástico (TPU) a partir da resina para o fio de poliuretano termoplástico pode incluir: (a) preparar

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 44/68

6/27 ingredientes líquidos usados para a polimerização de grão de TPU, em que os ingredientes líquidos incluem poliol, isocianato, e glicol de cadeia curta; (b) adicionar nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor a qualquer um dos ingredientes líquidos e realizar um processo de composição; (c) adicionar o ingrediente líquido que contém a nanossílica suficientemente dispersada na etapa (b) e os outros dois ingredientes líquidos em uma extrusora de reação ao mesmo tempo e realizar polimerização de grãos de TPU para preparar uma resina para fio de poliuretano termoplástico; e (d) adicionar a resina para fio de poliuretano termoplástico em uma extrusora de processamento e realizar extrusão a quente para fabricar um fio de poliuretano termoplástico.

[0021] Outro método para fabricar o poliuretano termoplástico (TPU) pode incluir: (a) realizar a composição de um poliuretano termoplástico e nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor para preparar um lote mestre na forma de grão e, então, misturar e realizar a composição do lote mestre com poliuretano termoplástico

para preparar uma	resina	ar	ao fio; e	(b)	adicionar	a
resina para fio	em uma	extrusora	de	processamento	e
realizar extrusão	a quente	para	preparar	um fio	de
poliuretano termoplástico.

[0022] Quando o fio de poliuretano termoplástico (TPU) é um fio de monofilamento, um único filamento do fio de TPU tem uma contagem de dtex de 55,55 a 388,88 (denier de 50 a 350), e o fio de TPU inclui 7 phr (partes por cento

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 45/68

7/27 de resina) ou menos de nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor.

[0023] Quando o fio de poliuretano termoplástico (TPU) é um fio de multifilamento, um único filamento de o fio de TPU tem uma contagem de dtex de 55,55 (denier de 50) ou menor e o fio de TPU inclui 7 phr (partes por cento de resina) ou menos de nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor.

EFEITO VANTAJOSO [0024] A presente invenção não somente realiza os efeitos do fio revestido de poliuretano termoplástico, como revelado nas patentes anteriores, mas também permite um processo de estiramento contínuo de fios de TPU sem ruptura da linha através da adição de nanossílica (100 nm ou menor em tamanho de partícula) na fabricação de fios de monofilamento e multifilamento a partir de TPU apenas.

[0025] Adicionalmente, a presente invenção permite um processo de estiramento contínuo de fios de multifilamento através do uso de TPU apenas e que têm uma contagem de dtex de 55,55 (denier de 50) ou menor, e fios de monof ilamento de TPU que têm uma contagem de dtex de 55,55 a 388,88 (denier de 50 a 350) também sem ruptura da linha, aprimorando, desse modo, a produtividade.

MELHORES MODOS PARA EXECUTAR A INVENÇÃO [0026] Doravante, referência será agora feita em detalhe às modalidades preferidas da presente invenção. Na seguinte descrição detalhada, a presente revelação será ilustrada e descrita com referência às modalidades

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 46/68

8/27 exemplificativas. Outras modalidades que a presente invenção pode fornecer são substituídas pela descrição detalhada da presente invenção.

[0027] O termo nanossílica, como usado no presente documento, significa silica que tem um tamanho de partícula primário de 100 nm ou menor, e o termo 'fio de TPU, como usado no presente documento, refere-se a um fio de monofilamento ou de multifilamento que compreende poliuretano termoplástico (TPU) apenas. Adicionalmente, o termo produzir fios de TPU continuamente significa continuamente estirar fios de TPU sem ruptura da linha.

[0028] A presente invenção é para concretizar um fio de poliuretano termoplástico através do uso de nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, em que a nanossílica é adicionada como um agente espessante para melhorar a produtividade e brilho na produção de fios de poliuretano termoplástico (preferencialmente, fios de monofilamento e multifilamento através do uso de TPU apenas), especificamente na produção de fios finos de TPU, tais como fios de monofilamento de TPU que tem uma contagem de dtex de 55,55 a 388,88 (denier de 50 a 350) ou fios de multifilamento de TPU que tem uma contagem de dtex de 55,55 (denier de 50) ou menor, sem aplicação de um revestimento de TPU à superfície de fios de poliéster ou nylon, como revelado nas patentes anteriores mencionadas acima, assegurando, desse modo, trabalhabilidade e propriedades desejadas e realizando um processo de estiramento contínuo de fios de TPU sem ruptura

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 47/68

9/27 da linha.

[0029] Como dito acima, a presente invenção faz uso de nanossílica (que tem um tamanho de partícula primário de 100 nm ou menor) de modo a estirar fios de TPU continuamente sem ruptura da linha na produção contínua de fios de TPU. Preferencialmente, a nanossílica da presente invenção é usada para o produto de um fio de multifilamento fino (i.e., um fio de filamento único) que tem uma contagem de dtex de 55,55 (denier de 50) ou menor, devido ao fato de que tal fio de filamento fino não pode ser estirado na presença de silica de tamanho normal. A nanossílica da presente invenção é preferencialmente usada na produção de fios de monof ilamento também, de modo a estirar os fios continuamente sem ruptura da linha no processo de estiramento.

[0030] A presente invenção também propõe um método de fabricação para fio de poliuretano termoplástico através do uso de TPU apenas sem um núcleo, em que o método inclui realizar a composição de um lote mestre através do uso de nanossílica com poliuretano termoplástico e, então, realizar extrusão a quente em uma extrusora de processamento para produção de fio.

[0031] Para esse fim, é necessário revelar (a) uma composição de resina de TPU usada na fabricação de fios de poliuretano termoplástico e seu método de preparação; (b) um método para preparar um lote mestre para fio de poliuretano termoplástico e sua composição; e (c) um método específico para processamento de um fio de poliuretano

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 48/68

10/27 termoplást ico através do uso da resina de TPU ou do lote mestre. Tais métodos são aplicados da mesma maneira na produção de fios de monofilamento e multifilamento.

[0032] As modalidades preferidas da presente invenção podem ser descritas em detalhes como a seguir.

[EXEMPLO 1] [0033] A presente invenção é direcionada a um método para processar ou produzir um fio de poliuretano termoplástico (doravante, chamado de TPU) através do uso de TPU apenas sem aplicação de um revestimento de TPU à superfície de um fio de poliéster ou nylon.

[0034] O TPU, conforme usado na presente invenção, é TPU virgem. O TPU virgem é preparado por polimerização de poliéster glicol, poliéter glicol, policaprolactona, etc. com isocianato aromático e isocianato alifático na presença de um glicol de cadeia curta (por exemplo, 1,4-butanodiol) usado como um extensor de cadeia.

[0035] A presente invenção pode usar qualquer tipo de resíduo de TPU, incluindo resíduos de TPU de calçados a partir de uma operação de alta frequência ou um processo de TPU de fusão a quente, adicionalmente ao TPU virgem. Tais resíduos de TPU podem ser usados sozinhos ou em combinação com o TPU virgem.

[0036] Na produção de fio de TPU sem núcleo através do uso de TPU apenas sem aplicar um revestimento de TPU à superfície de fios de poliéster ou nylon, a presente invenção usa nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor para estirar o fio de TPU continuamente sem

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 49/68

11/27 ruptura da linha durante o processo de extrusão, aprimorando, desse modo, a produtividade e melhorando o brilho também.

[0037] Em outras palavras, A presente invenção envolve adicionar pó de nanossilica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, a qualquer um dos ingredientes líquidos para polimerização de grãos de TPU, isto é, poliol, isocianato e glicol de cadeia curta, suficientemente misturar os mesmos juntos, e realizar a polimerização em grãos de TPU para preparar uma resina para processamento de fio de TPU de tipo único. A respeito disso, o teor da nanossilica usada na presente invenção é preferencialmente, no máximo, 10%. Adicionar a nanossilica em uma quantidade maior do que 10% torna a operação de mistura difícil.

[0038] Em uma maneira alternativa, a presente invenção inclui concentrar e realizar a composição de pó de nanossilica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, em uma resina de TPU normal para preparar um lote mestre e, então, adicionar o lote mestre a uma resina de TPU por teor para preparar uma resina de TPU para processamento de fio de tipo único. Na preparação do lote mestre, o teor da nanossilica é preferencialmente, no máximo, 40%. O lote mestre é adicionado à resina de TPU por teor para preparar uma resina de TPU composta para processamento de fio de tipo único. Quando o teor da nanossilica excede 40%, a mistura com a resina TPU é difícil de executar, tornando impossível a fabricação de um

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 50/68

12/27 lote mestre e um fio TPU também. Consequentemente, a presente invenção adiciona nanossílica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, em um teor de, no máximo, 40% à resina de TPU. Para a preparação de um lote mestre ideal, o teor desejável da nanossílica é 30%.

[0039] As seguintes descrições são dadas quanto a:

(1) um método para preparar uma resina para fio de TPU adicionando-se nanossílica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, a qualquer um dos ingredientes líquidos; (2) um método para preparar um lote mestre através da mistura de nanossílica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, e TPU; e (3) um método para fabricar um fio de TPU de tipo único sem núcleo através do uso da resina para fio de TPU ou do lote mestre.

. UM MÉTODO PARA PREPARAR UMA RESINA PARA FIO DE TPU DE ACORDO COM A PRESENTE INVENÇÃO [0040] O método de preparação da resina para fio de TPU envolve adicionar nanossílica a um ingrediente líquido na polimerização de grãos de TPU e realizar uma polimerização para preparar uma resina. O método de preparação consiste em quatro etapas.

[0041] Etapa 1: Os ingredientes líquidos para polimerização geral de grãos de TPU são preparados. Mais especificamente, os ingredientes líquidos podem incluir poliol, isocianato e glicol de cadeia curta.

[0042] Etapa 2: Adiciona-se, a qualquer um dos ingredientes líquidos dados na Etapa 1, pó de nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor. No

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 51/68

13/27 processo de composição subsequente, preferencialmente, a temperatura é 80 a 100 °C e a velocidade de mistura é 20 a 30 rpm. Por exemplo, a presente invenção envolve misturar nanossilica e poliol juntos e, então, realizar composição entre os mesmos.

[0043] Etapa 3: O ingrediente líquido no que a nanossilica é suficientemente dispersada na Etapa 2 e os outros dois ingredientes líquidos são adicionados em uma extrusora de reação ao mesmo tempo, e, então, submetidos à polimerização em grãos de TPU.

[0044] Etapa 4: Os grãos de TPU polimerizados na Etapa 3 são secos e recozidos para preparar uma resina desejada para fio de TPU, de acordo com a presente invenção.

. UM MÉTODO PARA PREPARAR UM LOTE MESTRE DE ACORDO COM A PRESENTE INVENÇÃO [0045] Etapa 1: O TPU mencionado acima (por exemplo, TPU virgem, resíduo de TPU ou uma mistura de TPU virgem e resíduo de TPU) e nanossilica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor são pesados por teor. A respeito disso, o teor da nanossilica não deve ultrapassar 40%.

[0046] Etapa 2: A nanossilica e o TPU são adicionados em uma amassadeira regular e misturados a uma temperatura de 100 a 120 °C e uma velocidade de mistura de 20 a 30 rpm.

[0047] Etapa 3: O TPU composto com nanossilica é resfriado e pulverizado para um diâmetro menor que 10 mm. O

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 52/68

14/27

TPU pulverizado é adicionado em uma extrusora dupla regular. A temperatura da extrusora dupla é 150 a 200 °C. [0048] Etapa 4: Água de refrigeração (15 a 20 °C) é adicionada à resina preparada na extrusora dupla para formar a resina em grãos.

[0049] Etapa 5: O lote mestre preparado ao longo das Etapas 1 a 4, mais especificamente o lote mestre feito em grãos, é secado e recozido por um método geral.

[0050] Etapa 6: O lote mestre é misturado com TPU regular para preparar uma resina de TPU para processamento de fio.

. MÉTODOS PARA PREPARAR UM FIO DE TPU DE

ACORDO COM A PRESENTE INVENÇÃO [0051] Os métodos de preparação para fio de TPU, como especificamente descritos abaixo, são para preparar um fio de TPU de tipo único sem núcleo sem aplicação de um revestimento de TPU à superfície de um fio de poliéster ou nylon, como revelado nas patentes anteriores.

[0052] A presente invenção especificamente fornece um método para fabricar um fio de monofilamento através do uso de TPU apenas, e um método para fabricar um fio de multifilamento através do uso de TPU apenas em associação com a produção de fios de TPU.

(A) UM MÉTODO PARA FABRICAR UM FIO DE MONOFILAMENTO [0053] Etapa 1: É preparado um poliuretano termoplástico que contém nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor. Preferencialmente, ou uma

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 53/68

15/27 resina para fio de TPU com nanossilica, ou um lote mestre com nanossilica, é misturada e composta com TPU para preparar uma resina de TPU. A resina de TPU é adicionada em uma extrusora de processamento regular para fio de monofilamento e submetida à extrusão a quente a 170 a 230 [0054]

Etapa 2: Em seguida à extrusão a quente na extrusora, o fio (TPU) que sai dos dados da extrusora é resfriado com uma água de refrigeração a 25 a 40 °C.

[0055]

Etapa 3: O fio resfriado é estirado.

Na presente invenção, o fio é estirado até no máximo 7 vezes seu comprimento original, devido ao fato de que pode ocorrer ruptura da linha quando o fio é estirado mais do que 7 vezes seu comprimento original.

[0056]

Etapa 4:

estirado é submetido a recozimento a 150 a 160 °C por 30 a 60 segundos em uma câmara de calor regular.

[0057]

Etapa 5: O fio de

TPU recozido é enrolado.

Como descrito acima a presente invenção adiciona nanossilica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor para estirar continuamente um fio de TPU sem ruptura da linha na etapa de estiramento (Etapa 3) e na etapa de enrolação (Etapa 5) na fabricação de um fio (TPU) monofilamento.

UM MÉTODO PARA FABRICAR UM FIO DE

MULTIFILAMENTO

Etapa 1: É preparado um poliuretano termoplástico que contém nanossilica que tem um tamanho de

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 54/68

16/27 partícula de 100 nm ou menor. Preferencialmente, ou uma resina para fio de TPU mesclado com nanossílica, ou um lote mestre com nanossílica, é misturada e composta com TPU para preparar uma resina de TPU. A resina de TPU é adicionada em uma extrusora de processamento regular para fio de monofilamento e submetida à extrusao a quente a 170 a 230 °C.

[0060] Etapa 2: Em seguida à extrusão a quente na extrusora, o fio (TPU) que sai dos dados da extrusora é coletado pelo número de cargas (por exemplo, 36 cargas, 48 cargas, etc.). É preferível resfriar a ar o fio que sai dos dados para 25 a 40 °C ao coletar o fio pelo número de cargas.

[0061] Etapa 3: O fio coletado na Etapa 2 é estírado. Na presente invenção, o fio é estirado até no máximo 7 vezes seu comprimento original, devido ao fato de que pode ocorrer ruptura da linha quando o fio é estirado mais do que 7 vezes seu comprimento original.

Etapa de TPU estirado na

Etapa 3 é enrolado.

[0063]

Como descrito acima a presente invenção adiciona nanossílica que tem um tamanho de partícula de

100 nm ou menor, não somente para continuamente estirar o fio de TPU sem ruptura da linha na etapa de estiramento (Etapa 3) e na etapa de enrolamento (Etapa 4), mas também para estirar um fio de filamento único (isto é, pelo número de cargas) com uma contagem de dtex de 55,55 (denier de 50) ou menor na fabricaçao de um fio (TPU) multifilamento.

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 55/68

17/27 [0064] De modo a determinar as características físicas dos fios de TPU (preferencialmente, fios de monofilamento e multifilamento) preparados pelos métodos descritos acima, a presente invenção apresenta as características físicas de uma resina para fio de TPU que contém nanossílica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, e uma resina para fio de TPU preparado a partir de um lote mestre que contém nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, nas Tabelas 1 e 2, respectivamente.

[0065] Primeiramente, nanossílica foi adicionada a um TPU regular por seu teor e usada em uma polimerização para preparar uma resina para fio de TPU. Os testes de avaliação foram realizados, cujos resultados são apresentados na Tabela 1.

[0066] Em outras palavras, nanossílica foi adicionada em uma quantidade de 0 phr, 3 phr, 5 phr, 7 phr ou 10 phr e usada para polimerização na preparação de uma resina para fio de TPU que contém nanossílica de acordo com a presente invenção. Uma comparação foi feita em relação à mudança de viscosidade, trabalhabilidade de extrusão e condição de superfície. Para isso, a presente invenção usou um TPU à base de poliéster-poliol que tem uma dureza de margem 75 D.

[TABELA 1]

Grau de Teste

MFI (230 °C , 2,16 kg)

Tfb

Viscosidad e de fusão

Teor de nanos si lie

Trabalhabilidade de extrusão e condição de superfície

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 56/68

18/27

	(g/10 min)	(°C)	(Pa .s)	a na resin a de TPU	Fio de multifilam ento (5,55 dtex (5 denier), 35 cargas)	Monofilam ento (166,66 a 222,22 dtex (150 a 200 denier))
230 °C	235 °C
τ- 75D-1	30,21	218, 4	32.6 20	10.0 60	0 phr	Impraticáv el, escorrendo	Ruptura de linha, superf íci e áspera
T- 75D-2	28,33	219, 5	33.4 80	11.6 70	3 phr	Boa trabalhabi lidade de extrusão, ruptura da linha frequente	Boa trabalhab ilidade de extrusão, boa superf íci e sem ruptura da linha
Τ- 75D-3	25, 42	220, 6	38.5 70	13.1 50	5 phr	Boa trabalhabi lidade de extrusão, boa superfície sem ruptura da linha	Boa trabalhab ilidade de extrusão, boa superf íci e sem ruptura da linha
Τ- 75D-4	18,25	221, 3	42.5 50	15.0 90	7 phr	Boa trabalhabi lidade de extrusão, boa superfície sem ruptura da linha	Boa trabalhab ilidade de extrusão, boa superf íci e sem ruptura da linha
Τ- 75D-5	12,33	222, 5	48.0 80	17.2 20	10 phr	Superfície muito escorregad ia com cristaliza	Superf íci e mu i t o escorrega dia com ruptura

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 57/68

19/27

Grau de Teste	MFI (230 °C , 2,16 kg)	Tfb	Viscosidad e de fusão	Teor de nanos si lie a na resin a de TPU	Trabalhabilidade de extrusão e condição de superfície
(g/10 min)	(°C)	(Pa.s)	Fio de multifliam ento (5,55 dtex (5 denier), 35 cargas)	Monofliam ento (166,66 a 222,22 dtex (150 a 200 denier))
230 °C	235 °C
						ção extrema	da linha por cristaliz ação

[0067] Em referência à Tabela 1, os termos T-75D1, T-75D-2, T-75D-3, T-75D-4, e T-75D-5 listados na coluna de grau de teste referem-se aos nomes das marcas das resinas para fio de TPU, mais especificamente os fios de TPU que contém nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor em uma quantidade de 0 phr, 3 phr, 5 phr, 7 phr e 10 phr, respectivamente.

[0068] * A trabalhabilidade de extrusão e a condição de superfície dos fios de TPU podem ser descritas em referência à Tabela 1 como a seguir.

[0069] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: T-75D-1) preparado sem a resina da presente invenção mesclada com nanossílica, a resina foi tão extremamente escorrida durante o processo de extrusão de modo a produzir fios de TPU com superfície áspera.

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 58/68

20/27 [0070] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: T-75D-2) que tem um teor de nanossílica de 3 phr, de acordo com a presente invenção, a trabalhabilidade durante a extrusão foi boa e a superfície do fio foi boa sem ruptura da linha.

[0071] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: T-75D-3) que tem um teor de nanossílica de 5 phr, de acordo com a presente invenção, a trabalhabilidade durante a extrusão foi boa e a extrusão trabalhou sem ruptura da linha para produzir um fio de TPU com boa superfície.

[0072] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: T-75D-4) que tem um teor de nanossílica de 7 phr, de acordo com a presente invenção, a trabalhabilidade durante a extrusão foi boa com índice de fluxo de fusão de 18,25 g/10 min e temperatura inicial do fluxo de 221,3 °C, e a viscosidade de fusão (Pa.s) foi 42.550 a 230 °C e 15.090 a 235 °C, não causando ruptura da linha e produzindo um fio de TPU com boa superfície.

[0073] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: T-75D-5) que tem um teor de nanossílica de 10 phr de acordo com a presente invenção, a superfície do fio de TPU foi extremamente escorregadia.

[0074] Como descrito acima, conclui-se a partir dos testes que a quantidade mais desejável da nanossílica é 3 a 7 phr na fabricação de um fio de TPU pelo uso de

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 59/68

21/27 nanossílica através de polimerização, de acordo com a presente invenção. Adicionalmente, o uso da nanossílica em uma quantidade de 10 phr ou maior torna difícil compor a

nanossílica	com um ingrediente	líquido.
[0075]	Em segundo	lugar,	os testes	foram
realizados	pela quantidade <.	io lote	mestre que	contém
nanossílica	composta com TPU	regular.	Os resultados do

teste são apresentados na Tabela 2.

[0076] Em outras palavras, o lote mestre da presente invenção (que contém 30% em peso de nanossílica em concentração) foi adicionado em uma quantidade de 0 phr, 3 phr, 5 phr, 10 phr ou 20 phr e composto com TPU regular na fabricação de um fio de TPU. Uma comparação foi feita em relação à mudança de viscosidade, trabalhabilidade de extrusão e condição de superfície. Para isso, a presente invenção usou um TPU à base de poliéster-poliol que tem uma dureza de margem 75D.

[TABELA 2]

Grau de Teste	MFI (230 °C, 2, 16 kg)	Tfb	Viscosidad e de fusão	Teor de lote mest re	Trabalhabilidade de extrusão e condição de superfície
g/10 min	°C	(Pa.s)	Fio de mu11 i f i1a mento (5,55 dtex (5 denier), 35 cargas)	Monofila mento (166,66 a 222,22 dtex (150 a 200 denier))
230 °C	235 °C
NS- 75D-1	19,58	215 , 2	35.5 80	11. 010	0 phr	Impraticá vel, escorrend o	Ruptura de linha, superf íc ie

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 60/68

22/27

Grau de Teste	MFI (230 °C, 2, 16 kg)	Tfb	Viscosidad e de fusão	Teor de lote mest re	Trabalhabilidade de extrusão e condição de superfície
g/10 min	°C	(Pa.s)	Fio de mu11 i f i1a mento (5,55 dtex (5 denier), 35 cargas)	Monofila mento (166,66 a 222,22 dtex (150 a 200 denier))
230 °C	235 °C
							áspera
NS- 75D-2	16,83	216 , 3	31.8 60	114 50	3 phr	Prensa agitando durante extrusão, ruptura da linha frequente	Prensa agitando durante extrusão r ruptura da linha, superf íc ie ligeiram ente áspera
NS- 75D-3	14,32	218 , 2	40.9 50	128 30	5 phr	Boa trabalhab ilidade de extrusão, boa superf ici e sem ruptura da linha	Boa trabalha bilidade de extrusão , boa superf íc ie sem ruptura da linha
NS- 75D-4	8,35	222 , 3	44.3 80	140 30	10 phr	Boa trabalhab ilidade de extrusão, boa superf ici e sem ruptura da linha	Boa trabalha bilidade de extrusão , boa superf íc ie sem ruptura da linha
NS- 75D-5	6,23	219 , 5	50.5 70	169 30	20 phr	Superf ici e mu i t o escorrega dia com	Boa trabalha bilidade de

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 61/68

23/27

Grau de Teste	MFI (230 °C, 2, 16 kg)	Tfb	Viscosidad e de fusão	Teor de lote mest re	Trabalhabilidade de extrusão e condição de superfície
g/10 min	°C	(Pa.s)	Fio de mu11 i f i1a mento (5,55 dtex (5 denier), 35 cargas)	Monofila mento (166,66 a 222,22 dtex (150 a 200 denier))
230 °C	235 °C
						cristaliz ação extrema	extrusão , mas superf íc i e mu i t o escorreg adia

[0077] Em referência à Tabela 2, os termos NS75D-1, NS-75D-2, NS-75D-3, NS-75D-4, e NS-75D-5 listados na coluna de grau de teste referem-se aos nomes das marcas das resinas para fio de TPU, mais especificamente às resinas para fios de TPU que contêm o lote mestre em uma quantidade de 0 phr, 3 phr, 5 phr, 10 phr e 20 phr, respectivamente.

[0078] A trabalhabilidade de extrusão e a condição de superfície dos fios de TPU podem ser descritas em referência à Tabela 2 como a seguir.

[0079] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: NS-75D-1) preparado sem o lote mestre de acordo com a presente invenção, a resina foi extremamente escorrida durante o processo de extrusão para causar ruptura severa da linha e tornar a superfície dos fios de TPU ásperas.

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 62/68

24/27 [0080] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: NS-75D-2) que contém o lote mestre da presente invenção em uma quantidade de 3 phr, a resina foi um pouco escorrida para causar ruptura da linha e tornar a superfície dos fios de TPU ligeiramente áspera.

[0081] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: NS-75D-3) que contém o lote mestre da presente invenção em uma quantidade de 5 phr, a trabalhabilidade durante a extrusão foi boa com índice de fluxo de fusão de 14,32 g/10 min e temperatura inicial do fluxo de 218,2 °C, e a viscosidade de fusão (Pa.s) foi 40.950 a 230 °C e 12.830 a 235 °C, não causando ruptura da linha durante extrusão e produzindo um fio de TPU com superfície suave.

[0082] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: NS-75D-4) que contém o lote mestre da presente invenção em uma quantidade de 10 phr, a trabalhabilidade durante a extrusão foi boa com índice de fluxo de fusão de 8,35 g/10 min e temperatura inicial do fluxo de 222,3 °C, e a viscosidade de fusão (Pa.s) é 44.380 a 230 °C e 14.030 a 235 °C, não causando ruptura da linha durante a extrusão e produzindo um fio de TPU com superfície suave.

[0083] Quando um fio foi processado através do uso de uma resina para fio de TPU (nome da marca: NS-75D-5) que contém o lote mestre da presente invenção em uma quantidade de 20 phr, a trabalhabilidade durante a extrusão foi boa

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 63/68

25/27 sem ruptura da linha, mas o fio de TPU tem uma superfície escorregadia.

[0084] Como descrito acima, conclui-se, de acordo com os testes, que a quantidade mais desejável do lote mestre (que contém 30% em peso de nanossilica em concentração) é 5 a 10 phr na fabricação de um fio de TPU, através do uso do lote mestre da presente invenção e TPU. Além do mais, usar 20 phr ou mais do lote mestre acaba ocasionando encadeamento severo no fio de TPU.

[0085] Na Tabela 3, uma comparação é feita em relação às propriedades físicas entre um fio de TPU de tipo único que usa nanossilica e um fio de TPU de tipo único que usa silica regular. A saber, os resultados do teste são dados especificamente para apresentar uma comparação entre um fio de TPU preparado através do uso de nanossilica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, e um fio de TPU preparado através do uso de silica que tem um tamanho de partícula de 300 a 500 nm.

[TABELA 3]

Itens	Pelo uso de silica regular	Pelo uso de nanossilica	Comentários
Grau de TPU	Resina para fio de TPU de tipo único (nome da marca: NS-75D10)	Resina para fio de TPU de tipo único (nome da marca: NS-75D-4)	Composto com 10 phr de TPU que usa 30% em peso de regular silica ou nanossilica em concentração
Tamanho de partícula primária de silica	300-500 nm	100 nm ou menor	Tamanho de partícula primária de nanossilica é geralmente 10

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 64/68

26/27

Itens	Pelo uso de silica regular	Pelo uso de nanossílica	Comentários
			nm ou menor.
TPU MFI (índice de fluxo de fusão)	7,3	8,35	230 °C, 2,16 kgf
TPU Tfb (temperatura de início de fluxo)	224,5	222,3
Resistência à tração de TPU	250 kgf/cm²	350 kgf/cm²	Pelo uso de espécimes injetados
Resistência ao rompimento do TPU	178 kgf/cm	205 kgf/cm	Pelo uso de espécimes injetados
Gravidade específica de TPU	1,23-1,26	1,22-1,25	g/ cm³
Dureza de TPU	7513D	7513A	Margem D
Espessura do fio de TPU	(166,66 a 222,22 dtex (150 a 200 denier))	(166,66 a 222,22 dtex (150 a 200 denier))	Fio de monofilamento
Condição de superfície de TPU	Muito áspero	Boa
Trabalhabilidade de extrusão	Má trabalhabilidade com ruptura severa da linha durante extrusão e processos de estiramento devido ao tamanho de silica.	Boa trabalhabilidade sem ruptura da linha devido à nanossílica que funciona como um agente de reforço de estiramento no processo de estiramento.

[0086] Como pode ser visto a partir da Tabela 3, o fio de TPU de tipo único preparado através do uso de silica regular (a saber, silica com um tamanho de partícula de 300 a 500 nm) deixou a superfície do fio áspera e com trabalhabilidade de extrusão fraca. Particularmente, um fio de multif ilamento fino com um fio de filamento único (a saber, a base de carga) que tem uma contagem de dtex abaixo

Petição 870190031045, de 01/04/2019, pág. 65/68

27/27 de 55,55 (denier abaixo de 50) foi impossível de fabricar.

[0087] Na presente invenção, no entanto, o fio de TPU de tipo único (monofilamento ou multifilamento) preparado através do uso de nanossilica, que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, deixou a superfície do fio boa e suave, e exibiu alta produtividade e trabalhabilidade, à medida que foi estirado continuamente sem ruptura da linha durante o processo de extrusão.

Claims

1. Fio de poliuretano termoplástico, que é fabricado por extrusão a quente de uma composição de poliuretano termoplástico caracterizado pelo fato de que compreende poliuretano termoplástico virgem apenas, ou em combinação com resíduos de poliuretano termoplástico, a partir de operação de alta frequência ou processamento de fusão a quente, sendo que a composição de poliuretano termoplástico que compreende 7 phr (partes por cento de resina) ou menor (exceto 0 phr) de nanossílica que tem um tamanho de partícula de 100 nm ou menor, em que um fio de filamento único tem uma contagem de dtex de 55,55 (denier de 50) ou menor quando o fio de poliuretano termoplástico é um fio de multifilamento em que um fio de filamento único tem uma contagem de dtex de 55,55 a 388,88 (denier de 50 a 350) quando o fio de poliuretano termoplástico é um fio de monofilamento.