BR112020011827A2

BR112020011827A2 - composição de polímero, fibras, artigos de fabricação, fibra de elastano, processos para produzir um pré-polímero e para subcapar glicóis e polímero com pesos moleculares de segmento rígido e mole projetados

Info

Publication number: BR112020011827A2
Application number: BR112020011827-3A
Authority: BR
Inventors: Norman J. D'ALLURA; Hong Liu; Gregory L. Yoder; Nicholas E. Kurland; Oguzhan CELEBI
Original assignee: The Lycra Company Uk Limited
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2021-02-09
Also published as: JP2021507027A; CN111868128A; WO2019118604A1; CN115584011A; PL3724248T3; ES2928326T3; TW201938624A; KR20200104327A; EP3724248A1; US20210087388A1; CN111868128B; MX2020006169A; EP3724248B1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO, FIBRAS, ARTIGOS DE FABRICAÇÃO, FIBRA DE ELASTANO, PROCESSOS PARA PRODUZIR UM PRÉPOLÍMERO E PARA SUBCAPAR GLICÓIS E POLÍMERO COM PESOS MOLECULARES DE SEGMENTO RÍGIDO E MOLE PROJETADOS. Trata-se do fornecimento de composições poliméricas e processos para glicóis estendidos e glicóis de subcapeamento para produção de composições poliméricas com pesos moleculares de segmento rígido e mole projetados. Também são fornecidas fibras e artigos de fabricação, tais como tecidos e roupas produzidos a partir dessas composições poliméricas e processos.

Description

“COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO, FIBRAS, ARTIGOS DE FABRICAÇÃO, FIBRA DE ELASTANO, PROCESSOS PARA PRODUZIR UM PRÉ- POLÍMERO E PARA SUBCAPAR GLICÓIS E POLÍMERO COM PESOS MOLECULARES DE SEGMENTO RÍGIDO E MOLE PROJETADOS” CAMPO

[0001] A presente invenção refere-se à produção de poliuretanos e poliuretanoureias segmentados com pesos moleculares de segmento rígido e mole projetados por processo de glicol estendido e/ou processo de subcapeamento, a composições que compreendem esses polímeros e a artigos de fabricação produzidos a partir dessas composições. Em uma modalidade não limitativa, a presente invenção refere-se a fibras de elastano produzidas a partir desses polímeros com os pesos moleculares de segmento rígido e mole projetados e a artigos de fabricação produzidos a partir dessas fibras de elastano.

ANTECEDENTES

[0002] As Patentes nº US 2.929.803 e US 2.929.804 divulgaram composições de poliuretanoureia segmentada com o uso de processos de glicol estendido e de subcapeamento. Estas patentes divulgam uma porcentagem em peso do segmento rígido de ureia de cerca de 10% a cerca de 40% das razões de peso molecular do polímero e segmento (SSMW/HSMW) significativamente inferiores a 13,0.

SUMÁRIO

[0003] Constatou-se agora que, ao projetar os comprimentos ou pesos moleculares de segmento mole e rígido do polímero de elastano e controlar a concentração ou porcentagem em peso do segmento mole e rígido por meio do uso de um processo de glicol estendido e/ou processo de subcapeamento durante a produção, começando com um glicol com menor peso molecular, o custo de fabricação de elastano associado a glicóis de alto peso molecular pode ser reduzido. Além disso, as composições produzidas de acordo com esta divulgação resultam em fibras que exibem alto alongamento, baixa fixação e estiramento/recuperação suaves, não alcançáveis com o uso de processos convencionais e glicóis de menor peso molecular.

[0004] Um aspecto da presente invenção refere-se, assim, a composições poliméricas que compreendem poliuretanos ou poliuretanoureias de segmento mole e rígido com uma % de HSWT menor que 7,8% e uma razão de peso molecular do segmento (SSMW/HSMW) maior que 12,0 e métodos para sua produção. Outros aspectos da presente invenção referem-se a fibras, tecidos e outros artigos de fabricação preparados a partir dessas composições e métodos.

[0005] Em uma modalidade não limitativa, a presente invenção refere-se a fibras de elastano compreendendo um polímero de poliuretanos ou poliuretanoureias segmentados com pesos moleculares de segmento rígido e mole projetados produzidos por processos de glicol estendido e/ou subcapeamento. No polímero, o peso molecular do segmento mole, mesmo com o uso de glicol de menor peso molecular, pode ser aumentado sem reduzir o peso molecular do segmento rígido, conforme normalmente observado em processos convencionais de produção de pré-polímeros.O processo de glicol estendido da presente invenção compreende reações de duas etapas para produzir o pré-polímero terminado em isocianato. Na primeira etapa, uma quantidade excessiva de um glicol de menor peso molecular é usada para reagir com um diisocianato para formar um glicol terminado em hidroxi ou glicol estendido. Em uma modalidade não limitativa, o peso molecular do glicol de menor peso molecular é menor que 2.500. Este glicol estendido reage, ainda, com quantidade excessiva de um diisocianato, na segunda etapa, para produzir um pré-polímero terminado em isocianato ou glicol capeado. O diisocianato usado na primeira etapa para produzir o glicol estendido pode ser igual ou diferente do diisocianato usado na segunda etapa para poduzir o pré-polímero de glicol capeado. Este glicol capeado com base no glicol estendido é, então, dissolvido em um solvente e a cadeia estendida com um diol ou diamina para formar um polímero de poliuretano ou poliuretanoureia segmentados com pesos moleculares de segmento mole e segmento rígido projetados antes de se transformar em fibras.

[0006] Em algumas modalidades não limitativas, um processo de subcapeamento é, então, realizado, que compreende a adição de quantidade controlada de um segundo diisocianato a um pré-polímero terminado isocianado que é produzido pela reação de um glicol a uma baixa taxa de capeamento com um primeiro diisocianato.O primeiro diisocianato e o segundo diisocianato podem ser iguais ou diferentes. A mistura que inclui o segundo diisocianato adicionado e o pré-polímero de glicol capeado do primeiro diisocianato é dissolvida em um solvente, e um extensor de cadeia de diol ou diamina é, então, adicionado para produzir o polímero de poliuretano ou poliuretanoureia com pesos moleculares de segmento mole e rígido projetados.

[0007] Em uma modalidade não limitativa, o processo compreende, ainda, estender um glicol de peso molecular (MW) mais baixo para um glicol de MW mais alto com ligações de uretano ou um poliuretano ou poliuretanoureia terminados com hidroxi, que é usado para produzir um pré- polímero de glicol capeado e, em seguida, adicionar diisocianato adicional ao pré-polímero de glicol capeado antes da adição do extensor de cadeia, de modo que o peso molecular do segmento rígido não seja afetado pela baixa taxa de capeamento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0008] A Figura 1 fornece um esquema de uma modalidade não limitativa de um processo de glicol estendido da presente invenção, em que o efeito de MW de glicol (um glicol com MW mais baixo 1.800 versus um glicol com

MW estendido ou mais alto) no peso molecular do segmento mole e no peso molecular do segmento rígido em um polímero de poliuretanoureia à base de PTMEG/MDI/EDA. Os pesos moleculares de segmento podem ser aumentados com o glicol estendido sem a limitação do glicol inicial de baixo MW. Nesse processo, os comprimentos ou MW de segmento projetado dependem do MW do glicol estendido e da taxa de capeamento (a razão molar do diisocianato para o glicol estendido).

[0009] A Figura 2 fornece um esquema de uma modalidade não limitativa de um processo de subcapeamento da presente invenção, em que o peso molecular do segmento mole é aumentado na primeira etapa usando-se uma baixa taxa de capeamento no capeamento e metileno difenil diisocianato (MDI) adicional é adicionado na segunda etapa ao glicol capeado para aumentar o peso molecular do segmento rígido devido à baixa taxa inicial de capeamento.

Por meio desse processo, os comprimentos segmentares ou pesos moleculares podem ser projetados de forma independente, não limitados pela taxa de capeamento ou um glicol com MW mais baixo.

[00010] A Figura 3 é uma Tabela que lista componentes de fibras e suas propriedades de fio dos Exemplos 1 a 4 da presente invenção, preparados por um processo de glicol estendido em comparação com o Exemplo Comparativo 5, um fio produzido pelo processo convencional começando com um glicol de alto peso molecular de 3.500. Conforme mostrado na Tabela da Figura 3, as fibras preparadas de acordo com o processo de glicol estendido com composições poliméricas da presente invenção exibiram propriedades de fixação e alongamento semelhantes às do Exemplo Comparativo 5, um fio produzido a partir do processo de convenção muito mais dispendioso.

[00011] A Figura 4 é uma Tabela que lista componentes de fibras e suas propriedades de fio dos Exemplos 6 a 10 e 12 a 15 da presente invenção, preparados por um processo de subcapeamento em comparação com o Exemplo Comparativo 11, um fio preparado pelo processo de subcapeamento da presente invenção, mas a partir de um poliuretano segmentado com uma % de HSWT maior que 7,8% e uma razão de peso molecular de segmento (SSMW/HSMW) menor que 12,0, e Exemplo Comparativo 16, um fio preparado por subcapeamento convencional que também tem uma razão de peso molecular (SSMW/HSMW) do segmento mole para o segmento rígido inferior a 12,0 e uma porcentagem de peso do segmento rígido de uréia (% de HSWT) maior que 7,8. Conforme mostrado na Tabela da Figura 4, fibras preparadas de acordo com o processo e com as composições poliméricas da presente invenção com uma razão de peso molecular (SSMW/HSMW) do segmento mole para o segmento rígido maior que 12,0 e uma porcentagem em peso do segmento rígido de uréia (% de HSWT) menor que 7,8 exibiram propriedades desejáveis de fixação e alongamento em comparação com o Exemplo Comparativo 11 e o Exemplo Comparativo 16.

[00012] A Figura 5 é uma Tabela que lista componentes de fibras e suas propriedades de fio dos Exemplos 18 a 25 e 28 a 30 da presente invenção, preparados por subcapeamento em comparação com os Exemplos Comparativos 26 e 27. Os exemplos 18 a 25 e 28 a 30 são exemplos adicionais de polímeros preparados pelo processo de subcapeamaneto da presente invenção, enquanto o Exemplo Comparativo 26 foi feito pelo processo de subcapeamento, mas está fora do escopo da presente invenção, e o Exemplo Comparativo 27 foi feito por um processo convencional de capeamento sem MDI adicional adicionado ao pré-polímero de glicol capeado.

[00013] A Figura 6 é uma Tabela que lista componentes de fibras e suas propriedades de fio dos Exemplos 33 a 37 da presente invenção, preparados pelo processo de subcapeamento, exceto que um glicol de peso molecular ainda mais baixo, Terathane® PTMEG 1400, foi usado em reação com Isonate® 125MDR para a fabricação do pré-polímero de glicol capeado, seguido pela adição de uma quantidade extra de Isonate® 125MDR em diferentes níveis, dissolução com DMAc e extensão da cadeia com soluções EDA/DEA para produzir as soluções poliméricas. O Exemplo Comparativo 31 foi produzido através de um processo convencional de capeamento e demonstra uma composição e propriedades fora do escopo desta invenção. O Exemplo Comparativo 32 mostrado nesta Figura foi produzido através do processo de subcapeamento, mas fora da faixa de composição desta invenção e não pôde ser fiado em uma fibra.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00014] A presente invenção fornece composições com uma variedade de poliuretanos ou poliuretanoureias segmentados com pesos moleculares de segmento rígido e mole projetados, produzidos por um processo de glicol estendido e/ou processo de subcapeamento. Com os pesos moleculares segmentados projetados, as razões de pesos moleculares e suas concentrações relativas no polímero, as composições são particularmente úteis na produção de baixo custo de fibras de elastano fiadas com propriedades únicas, tais como baixa fixação, alto alongamento e estiramento/recuperação planos que não são alcançáveis ou são dispendiosas quando preparadas por métodos de produção convencionais e com ingredientes convencionais.

[00015] A definição de fibras de elastano requer pelo menos 85% das substâncias formadoras de fibras compreendendo poliuretanos ou poliuretanoureias segmentados que consistem em segmentos moles e segmentos rígidos alternados ao longo das cadeias poliméricas. Além do peso molecular total do polímero, para um poliuretano ou poliuretanoureia segmentada específica, as propriedades da fibra de elastano são fortemente dependentes das estruturas químicas e dos comprimentos segmentares (ou pesos moleculares) tanto do segmento mole quanto do segmento rígido do polímero.

[00016] Em um processo convencional típico de produção de polímeros de elastano, um glicol (dióis de poliéteres, poliésteres ou policarbonatos, incluindo copolímeros ou misturas dos mesmos) é reagido com um diisocianato em quantidade excessiva para formar um pré-polímero de poliuretano ou poliuretanoureia terminado em isocianato. Este pré-polímero é, então, diluído em um solvente e a cadeia estendida com um diol ou diamina de cadeia curta para aumentar o comprimento da cadeia polimérica. Um terminador pode ser usado para controlar o peso molecular do polímero. Neste tipo de processo convencional, o segmento mole é formado durante o estágio de formação do pré-polímero e o segmento rígido é formado durante o estágio de extensão da cadeia. Por conseguinte, as cadeias poliméricas formadas consistem apenas em segmentos moles e rígidos alternados, e o peso molecular médio numérico de segmento mole e o peso molecular de segmento rígido do polímero podem ser estimados matematicamente, conforme mostrado abaixo: SSMW = R x (MWgl + MWdi) / (R-1) (1) HSMW = R x (MWex + MWdi) (2) em que, nas equações (1) e (2), SSMW e HSMW representam peso molecular de segmento mole e peso molecular de segmento rígido, respectivamente; MWgl, MWdi e MWex representam o peso molecular médio numérico do glicol, o peso da fórmula do diisocianato e o extensor ou suas médias na situação de diisocianatos ou extensores mistos, respectivamente; e R, nas equações, é a razão de capeamento, a razão molar entre o diisocianato e o glicol. A combinação das equações (1) e (2) fornece uma correlação entre o SSMW e o HSMW denominada a razão de peso molecular do segmento, conforme mostrado na equação (3).

SSMW/HSMW = (1/(R-1))x(MWgl + MWdi)/(MWex + MWdi) (3)

[00017] Com base na equação (3), uma vez determinado o tipo de ingrediente, tal como poli(éter tetrametileno) glicol (PTMEG), bis(4-

fenilisocianato) de metileno (MDI) e etilenodiamina (EDA), o SSMW e o HSMW dependem um do outro com uma função da razão de capeamento R e do peso molecular médio numérico do glicol. Esta relação é ilustrada na Figura 1, usando- se PTMEG de MW de 1.800 e 3.500 como exemplos.

[00018] Na situação de ingredientes fixos, tais como o PTMEG (MW de 1.800) capeado com MDI e a cadeia estendida com a EDA, essa relação é indicativa de que existem duas maneiras de se obter pontos de dados acima da linha mostrada no gráfico.

[00019] O primeiro método compreende uma abordagem de glicol estendido, em que o PTMEG com MW mais baixo é estendido para um MW mais alto antes de produzir o pré-polímero terminado em isocianato. Isto pode ser conseguido reagindo-se o excesso de glicol com um diisocianato que funciona como um ligante que conecta duas ou mais moléculas de glicol. O peso molecular desejado do glicol estendido é determinado pela razão molar relativa (r >1) do glicol para o diisocianato. O diisocianato usado para a extensão do glicol pode ser igual ou diferente do diisocianato usado para produzir o pré-polímero.

MWegl de Glicol Estendido = (r x MWgl + MWdi)/(r-1) (4)

[00020] Por exemplo, para estender o PTMEG de 1.800 para

3.500 de MW com MDI, r deve ser 2,2060. Este glicol estendido pode ser usado para os processos convencionais de formação de pré-polímero e extensão de cadeia para fornecer o SSMW e HSMW segundo as equações (1) e (2), exceto que o MWgl deve ser substituído pelo MWegl de glicol estendido.

[00021] O segundo método compreende um processo de subcapeamento em que um pré-polímero é feito para o MW desejado do segmento mole e, em seguida, uma quantidade extra de diisocianato é adicionada ao pré-polímero de glicol capeado antes da etapa de extensão da cadeia. Neste processo, o SSMW ainda segue a equação (1) determinada pela taxa de capeamento R, e o HSMW é determinado pelo diisocianato não reagido no pré-polímero e pela quantidade extra de diisocianato adicionado ao pré- polímero pela equação (5). Novamente, o diisocianato usado para produzir o pré- polímero e o diisocianato adicionado ao pré-polímero para ajustar o HSMW podem ser iguais ou diferentes.

HSMW = Rx(MWex + MWdi) + K(R2/(R-1))x(MWex + MWxdi) (5) em que K é a razão molar de diisocianato extra adicionado para o diisocianato original na fabricação do pré-polímero. O MWxdi é o peso molecular do diisocianato extra adicionado. No caso de o tipo da quantidade extra de diisocianato adicionado antes da extensão da cadeia ser igual ao tipo do diisocianato original usado na fabricação do pré-polímero, então, MWxdi é igual a MWdi. O HSMW depende muito de quanto diisocianato extra é adicionado ao pré- polímero e a qualquer momento pode estar acima da limitação teórica (área sombreada) conforme ilustrado na Figura 2 usando-se um PTMEG de MW de

1.800, MDI e EDA como exemplo.

[00022] A porcentagem em peso do teor do segmento mole (% de SSWT) no polímero pode ser calculada pela equação (6) com base nos pesos dos ingredientes na fabricação do pré-polímero e no peso total dos sólidos do polímero: SSWT% = (WTgl + WTdi/R) x 100 / WTpolímero (6) em que WTgl e WTdi são o respectivo peso do glicol (ou glicol estendido) e do diisocianato, R é a razão molar do diisocianato para o glicol (ou glicol estendido) na produção do pré-polímero terminado em isocianato e WTpolímero é o peso total dos sólidos poliméricos que consistem em todos os componentes na fabricação do poliuretano ou poliuretanoureia segmentada.

[00023] Consequentemente, a porcentagem em peso do teor do segmento rígido no polímero pode ser estimada pela equação (7): HSWT% = 100 – SSWT% (7)

[00024] Os pesos moleculares referidos nesta descrição,

incluindo o peso molecular do glicol, os pesos moleculares segmentares e o peso molecular do polímero, são pesos moleculares médios numéricos.

[00025] A presente invenção fornece composições poliméricas compreendendo poliuretanos ou poliuretanoureias segmentados de acordo com a presente invenção, com base em glicóis com peso molecular menor que 2.500, preferencialmente com a razão de peso molecular (SSMW/HSMW) do segmento mole para o segmento rígido maior que 12,0 e a porcentagem em peso do segmento rígido de ureia (% de HSWT) inferior a 7,8.

[00026] A presente invenção também fornece polímeros produzidos pelos processos de glicol estendido e/ou subcapeamento.

[00027] A presente invenção também fornece fibras compreendendo as composições poliméricas da presente invenção, bem como artigos de fabricação, dos quais pelo menos uma porção compreende uma fibra com base nas composições descritas neste documento. Exemplos não limitativos de tais artigos de fabricação da presente invenção incluem tecidos e roupas. Em uma modalidade não limitativa, os tecidos e roupas são para aplicações de vestuário e/ou higiene.

[00028] Em uma modalidade não limitativa da presente invenção, as composições poliméricas são úteis na produção de elastano com baixa fixação, alto alongamento e estiramento/recuperação plana.

[00029] Em uma modalidade não limitativa, a fibra de elastano tem um ponto de fusão de segmento mole <5 ou 6 °C.

[00030] Em uma modalidade não limitativa, as fibras de elastano são fiadas a partir das composições poliméricas.As fibras de elastano podem ser, por exemplo, mas não limitadas a, fiadas a seco, fiadas a úmido ou fiadas por fusão. Em uma modalidade não limitativa, as fibras de elastano são fiadas a seco.

[00031] Por "fixação baixa", conforme usado neste documento, entende-se uma % de fixação menor que 20, mais preferencialmente menor que 16%.

[00032] Por "alto alongamento", conforme usado neste documento, entende-se um alongamento superior a 500%.

[00033] Por “estiramento/recuperação plana", conforme usado neste documento, entende-se o índice de planicidade do estiramento e recuperação do elastano determinado pela razão de 5TM100/5TP300. As fibras preparadas através de composições e métodos da presente invenção exibem uma razão 5TM100/5TP300 superior a >0,09 em geral.

[00034] A presente invenção também fornece métodos para produzir os poliuretanos ou poliuretanoureias desejados com pesos moleculares segmentados projetados, suas razões de peso molecular e concentrações relativas pelo uso de um processo de glicol estendido ou um processo de subcapeamento ou uma combinação do processo de glicol estendido e de subcapeamento.

[00035] O processo de glicol estendido compreende reações de duas etapas para produzir o pré-polímero terminado em isocianato. Na primeira etapa, uma quantidade excessiva de um glicol de menor peso molecular (MW típico <2.500) é usada para reagir com um diisocianato para formar um glicol terminado em hidroxi ou um glicol estendido com MW típico >2.500. Este glicol estendido reage, ainda, com quantidade excessiva de um diisocianato na reação de segunda etapa para produzir um pré-polímero terminado em isocianato ou glicol capeado. O diisocianato usado na reação da primeira etapa para produzir o glicol estendido pode ser igual ou diferente do diisocianato usado na reação da segunda etapa para produzir o pré-polímero de glicol capeado.

Este glicol capeado com base no glicol estendido é, então, dissolvido em um solvente e a cadeia estendida com um extensor de diamina e uma monoamina como o terminador para formar um polímero de poliuretano ou poliuretanoureia segmentado com pesos moleculares de segmento mole e segmento rígido projetados antes da fiação em fibras. O peso molecular do glicol estendido e a taxa de capeamento subsequente na produção do pré-polímero de glicol capeado devem ser controlados a fim de fornecer a razão de peso molecular desejada (SSMW/HSMW) do segmento mole para o segmento rígido, e a porcentagem em peso do segmento rígido de ureia (% em HSWT) para o poliuretano ou poliuretanoureias segmentados de acordo com a presente invenção.

[00036] O processo de subcapeamento compreende a adição de quantidade controlada de um segundo diisocianato a um pré-polímero terminado isocianado que é produzido pela reação de um glicol a uma baixa taxa de capeamento (tipicamente menor que 1,50) com um primeiro diisocianato. O primeiro diisocianato e o segundo diisocianato podem ser iguais ou diferentes. A mistura que inclui o segundo diisocianato adicionado e o pré-polímero de glicol capeado do primeiro diisocianato é dissolvida em um solvente, e um extensor de cadeia de diol ou diamina e um terminador de monoamina são, então, adicionados para produzir o polímero de poliuretano ou poliuretanoureia com pesos moleculares de segmentos moles e rígidos projetados. A razão de capeamento na fabricação do pré-polímero de glicol capeado e a quantidade de segundo diisocianato adicionado ao glicol capeado devem ser controladas a fim de fornecer a razão de peso molecular desejada (SSMW/HSMW) do segmento mole para o segmento rígido e a porcentagem em peso do segmento rígido de ureia (% de HSWT) para os poliuretanos ou poliuretanoureias do segmento de acordo com a presente invenção.

[00037] Exemplos não limitativos de diisocianatos úteis na presente invenção incluem bis(isocianato de fenil) de 4,4'-metileno (também chamado de diisocianato de 4,4-difenilmetano (MDI)), 2,4’-metileno bis(isocianato de fenil, 4,4'-metilenobis(ciclo-hexil isocianato), 1,4-

xilenodiisocianato, 1,4-bis(isocianatometil)ciclo-hexano, 2,6-toluenodiisocianato, 2,4-toluenodiisocianato e suas misturas. Exemplos de diisocianatos específicos incluem Takenate® 500 e FORTIMO® 1,4-H6XDI (Mitsui Chemicals), Mondur® MB (Bayer), Lupranate® M (BASF) e lsonate® 125 MDR (Dow Chemical) e combinações dos mesmos.

[00038] Exemplos não limitativos de glicóis úteis de acordo com a presente invenção incluem poliéter glicóis, tais como poli(éter tetrametileno) glicóis (PTMEG), copoliéter glicóis, tais como poli(tetrametilenoéter-co-etilenoéter) glicol e poli(tetrametileno éter-co-2- metiltetrametileno éter) glicol, poliéster e copoliéster glicóis, tais como policaprolactona diol e aqueles produzidos por polimerização por condensação de dióis e ácidos dicarboxílicos alifáticos ou misturas dos mesmos, de pesos moleculares baixos, com no máximo 12 átomos de carbono em cada molécula, e glicóis de policarbonato produzidos por polimerização por condensação de dióis alifáticos com fosgênio, dialquilcarbonatos ou diarilcarbonatos. Exemplos de glicóis específicos comercialmente disponíveis são os glicóis Terathane® (INVISTA de Wichita, Kansas, EUA), glicóis PTG-L (Hodogaya Chemical Co., Ltd., Tóquio, Japão), dióis ETERNACOLL® (Ube Industries, Ltd., Tóquio, Japão) e polióis STEPANPOL® (Stepan, Illinois, EUA).

[00039] Exemplos não limitativos de extensores de cadeia de diamina úteis na produção das poliuretanoureias segmentadas de acordo com a presente invenção incluem uma ou mais diaminas selecionadas a partir de 1,2- etilenodiamina; 1,4-butanodiamina; 1,2-butanodiamina; 1,3-butanodiamina; 1,3- diamino-2,2-dimetilbutano; 1,6-hexametilenodiamina; 1,12-dodecanodiamina; 1,2-propanodiamina; 1,3-propanodiamina; 2-metil-1,5-pentanodiamina; 1-amino- 3,3,5-trimetil-5-aminometilciclo-hexano; 2,4-diamino-1-metilciclo-hexano; N- metilamino-bis(3-propilamina); 1,2-ciclohexanodiamina; 1,4- ciclohexanodiamina; 4,4'-metileno-bis (ciclo-hexilamina); isoforona diamina; 2,2-

dimetil-1,3-propanodiamina; meta-tetrametilxilenodiamina; 1,3-diamino-4- metilciclo-hexano; 1,3-ciclo-hexano-diamina; 1,1-metileno-bis(4,4'-diamino- hexano); 3-aminometil-3,5,5-trimetilciclo-hexano; 1,3-pentanodiamina(1,3- diaminopentano); m-xilileno diamina; e Jeffamine® (Texaco). Quando se deseja um poliuretano segmentado com segmentos rígidos de uretano, o extensor de cadeia é um diol. Exemplos desses dióis que podem ser usados incluem, mas sem limitação, 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(hidroxietoxi)benzeno e 1,4-butanodiol e misturas dos mesmos.

[00040] Exemplos não limitativos de terminadores de cadeia úteis para a presente invenção incluem uma ou mais aminas monofuncionais selecionadas a partir de etilamina, propilamina, isopropilamina, n-butilamina, sec-butilamina, terc-butilamina, isobutilamina, isopentilamina, 1-hexilamina, 1- octilamina, 2-etil-1-hexanoamina, ciclo-hexilamina, N,N-dietilamina, N-etil-N- propilamina, N,N-diisopropilamina, N-terc-butil-N-metilamina, N-terc-butil-N- benzilamina, N,N-diciclo-hexilamina, N-etil-N-isopropilamina, N-terc-butil-N- isopropilamina, N-isopropil-N-ciclo-hexilamina, N-etil-N-ciclo-hexilamina, N,N- dietanolamina e 2,2,6,6-tetrametilpiperidina.

[00041] Um exemplo não limitativo do solvente utilizado na presente invenção é N,N-dimetilacetamida (DMAc).

[00042] As classes de aditivos que podem ser opcionalmente incluídas nas composições de poliuretano e poliuretanoureia estão listadas abaixo. Uma lista exemplificativa e não limitativa inclui: anti-oxidantes, estabilizadores de UV, corantes, pigmentos, agentes de reticulação, materiais de mudança de fase (parafina), antimicrobianos, minerais (por exemplo, cobre), aditivos microencapsulados (por exemplo, aloe vera, gel de vitamina E, aloe vera, algas marinhas, nicotina, cafeína, essências ou aromas), nanopartículas

(por exemplo, sílica ou carbono), nanoargila, carbonato de cálcio, talco, retardadores de chama, aditivos antiaderentes, aditivos resistentes à degradação de cloro, vitaminas, medicamentos, fragrâncias, aditivos eletricamente condutores, agentes de coloração e/ou auxiliares de coloração (como sais de amônio quaternário). Outros aditivos que podem ser adicionados às composições de poliuretanoureia incluem promotores de adesão, agentes antiestáticos, agentes anti-fluência, branqueadores ópticos, agentes coalescentes, aditivos eletrocondutores, aditivos luminescentes, lubrificantes, cargas orgânicas e inorgânicas, conservantes, agentes texturizantes, aditivos termocrômicos, repelentes de insetos e agentes umectantes, estabilizadores (fenóis impedidos, óxido de zinco, amina impedida), agentes de deslizamento (óleo de silicone) e combinações dos mesmos.

[00043] O aditivo pode fornecer uma ou mais propriedades benéficas, incluindo: capacidade de coloração, hidrofobicidade (por exemplo, politetrafluoretileno (PTFE)), hidrofilicidade (por exemplo, celulose), controle de atrito, resistência ao cloro, resistência à degradação (por exemplo, antioxidantes), adesividade e/ou fusibilidade (por exemplo, adesivos e promotores de adesão), retardamento de chama, comportamento antimicrobiano (prata, cobre, sal de amônio), barreira, condutividade elétrica (negro de fumo), propriedades de tração, cor, luminescência, reciclabilidade, biodegradabilidade, fragrância, controle de aderência (por exemplo, estearatos metálicos), propriedades táteis, capacidade de endurecimento, regulação térmica (por exemplo, materiais de mudança de fase), nutricêutico, delustrante tais como dióxido de titânio, estabilizadores como hidrotalcita, uma mistura de auntita e hidromagnesita, separadores UV e combinações dos mesmos.

[00044] Em uma modalidade não limitativa, as etapas do processo envolvidas na fabricação dos poliuretanos ou poliuretanoureias segmentados da presente invenção podem ser um processo descontínuo ou contínuo ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade não limitativa, um glicol estendido é produzido por um processo descontínuo, o qual é adicionalmente fornecido para fabricar o pré-polímero de glicol capeado terminado em isocianato e para fabricar o polímero com extensão de cadeia e terminação em um solvente por um processo contínuo de polimerização.

Conforme outro exemplo, a adição e mistura de um diisocianato a um pré- polímero de glicol capeado no processo de subcapeamento podem ser conduzidas em um processo em batelada ou em um processo contínuo.

[00045] Em outra modalidade não limitativa, as etapas envolvidas na produção de um glicol estendido e/ou um pré-polímero de glicol capeado são realizadas com calor, com ou sem o uso de um catalisador, tipicamente em uma faixa de temperatura de 50 a 100 °C.

[00046] Em algumas modalidades não limitativas, o processo compreende, ainda, a etapa de estender um glicol de baixo peso molecular para um poliuretano ou poliuretanoureia terminado em hidroxi ou um glicol estendido, antes de produzir um pré-polímero de glicol terminado em isocianato ou capeado seguido de extensão da cadeia, de modo que os pesos moleculares do segmento mole e do segmento rígido possam ser aumentados sem limitação pelo baixo peso molecular do glicol inicial. Consultar a Figura 1.

[00047] Em algumas modalidades não limitativas, o processo compreende, ainda, a etapa de adição de um diisocianato adicional a um pré- polímero de glicol terminado em isocianato ou capeado, de modo que o peso molecular do segmento rígido não seja afetado pela baixa taxa de capeamento antes da adição de um extensor de cadeia. Consultar a Figura 2.

[00048] Conforme mostrado nas Figuras, o processo de glicol estendido e/ou subcapeamento da presente invenção é útil na produção de poliuretanos ou poliuretanoureias segmentados com pesos moleculares de segmentos rígidos e moles projetados.

EXEMPLOS

[00049] Tendo descrito as modalidades da presente divulgação, em geral, os Exemplos a seguir descrevem algumas modalidades adicionais da presente divulgação. Embora as modalidades da presente divulgação sejam descritas em conexão com os exemplos a seguir e o texto e figuras correspondentes, não há intenção de limitar as modalidades da presente divulgação a esta descrição. Pelo contrário, a intenção é abranger todas as alternativas, modificações e equivalentes, incluídos no espírito e escopo das modalidades da presente divulgação.

LISTA DE MATERIAIS

[00050] O Terathane® PTMEG 1800 é um poli(éter de tetrametileno) glicol com um peso molecular médio numérico de 1.800 gramas/mol, fornecido pela INVISTA (Wichita, Kansas, Estados Unidos).

[00051] O Terathane® PTMEG 1400 é um poli(éter tetrametileno) glicol com um peso molecular médio numérico de 1.400 gramas/mol, fornecido pela INVISTA (Wichita, Kansas, Estados Unidos).

[00052] O PTG L1400 é um copoliéter glicol de tetra- hidrofurano (THF) e 3-metiltetra-hidrofurano (3MeTHF), com um peso molecular médio numérico de 1.400 gramas/mol e um teor de 14% (% em mol) de 3MeTHF, fornecido pela Hodogaya Chemical Co., Ltd. (Tóquio, Japão).

[00053] O PTG L2200 é um copoliéter glicol de tetra- hidrofurano (THF) e 3-metiltetra-hidrofurano (3MeTHF) com um peso molecular médio numérico de 2.200 gramas/mol e um teor de 14% (% em mol) de 3MeTHF, fornecido pela Hodogaya Chemical Co., Ltd. (Tóquio, Japão).

[00054] O PTG L3500 é um copoliéter glicol de tetra- hidrofurano (THF) e 3-metiltetra-hidrofurano (3MeTHF) com um peso molecular médio numérico de 3.500 gramas/mol e um teor de 14% (% em mol) de 3MeTHF, fornecido pela Hodogaya Chemical Co., Ltd. (Tóquio, Japão).

[00055] O Terathane® 2503 é um copoliéter glicol de tetra- hidrofurano (THF) e 3-metiltetra-hidrofurano (3MeTHF) com um peso molecular médio numérico de 2.500 gramas/mol e um teor de 10% (% em mol) do 3MeTHF, produzido pela DuPont (Wilmington, Delaware, Estados Unidos).

[00056] O Isonate® 125MDR ou MDI é uma mistura de diisocianato de difenilmetano contendo 98% de isômero 4,4'-MDI e 2% de isômero 2,4'-MDI (disponível comercialmente junto à Dow Company, Midland, Michigan).

[00057] EDA significa etilenodiamina como um extensor de cadeia; DEA significa N,N-dietilamina como o terminador da cadeia; DMAc significa N,N-dimetilacetamida como o solvente.

MÉTODOS DE TESTE

[00058] A viscosidade das soluções poliméricas foi determinada de acordo com o método da ASTM D1343-69 com um viscosímetro de bola cadente modelo DV-8 (Duratech Corp., Waynesboro, VA) operado a 40 °C e relatado como poises (Pa.s).

[00059] O teor de sólidos nas soluções poliméricas foi medido por um analisador de umidade/sólidos aquecido por micro-ondas, Smart System 5 (CEM Corp., Matthews, NC).

[00060] A porcentagem de isocianato (% de NCO) do pré- polímero de glicol capeado foi determinada de acordo com o método de S.

Siggia. "Quantitative Organic Analysis via Functional Group", 3a Edição, Wiley & Sons, Nova York, páginas 559 a 561 (1963) utilizando uma titulação potenciométrica.

[00061] A resistência e as propriedades elásticas das fibras de elastano foram medidas de acordo com o método geral da ASTM D 2731-72. Três fibras, um comprimento de bitola de 5 cm (2 polegadas) e um ciclo de alongamento de 0 a 300% foram usados para cada uma das medições. As amostras sofreram cinco ciclos a uma taxa de alongamento constante de 50 centímetros por minuto. A potência de carga (5TP300), a tensão no elastano durante o quinto ciclo com extensão de 300%, é relatada como força-grama para um determinado decitex. A potência de descarga (5TM100) é a tensão em uma extensão de 100% para o quinto ciclo de descarga e também é relatada em força-grama. O percentual de alongamento na ruptura foi medido em um sexto ciclo de extensão.

[00062] A porcentagem estabelecida também foi medida em amostras que foram submetidas a cinco ciclos de alongamento/relaxamento de 0 a 300%. O percentual definido, % SET, foi calculado como %SET = 100 x (Lf - Lo)/Lo

[00063] em que Lo e Lf são, respectivamente, o comprimento da fibra quando mantida reta sem tensão antes e depois dos cinco ciclos de alongamento/relaxamento.

[00064] O índice de planicidade de estiramento e recuperação das fibras de elastano foi determinado pela razão de 5TM100/5TP300, que foi a razão da potência de recuperação ou potência de descarga na extensão a 100% para a potência de estiramento ou potência de carga na extensão a 300% medida no quinto ciclo de alongamento/recuperação a 0 a 300%.

EXEMPLOS

[00065] Os exemplos a seguir são fornecidos para ilustrar a presente invenção para produção de fibras de elastano com glicóis de MW mais baixos, através do processo de glicol estendido ou processo de subcapeamento, para fornecer propriedades de fibra semelhantes àquelas de glicóis de MW mais altos, tais como PTG L3500 ou não alcançáveis com glicóis de MW mais baixo, tais como Terathane® 1800. Dessa forma, o custo de fabricação de elastano associado a glicóis de alto MW é reduzido, enquanto ainda fornece, de modo inesperado, desempenhos de estiramento e recuperação suaves de fibra para melhor conforto e ajuste do vestuário.

EXEMPLOS 1 A 4

[00066] Os exemplos 1 a 4 são fibras de elastano com polímeros fabricados pelo processo de glicol estendido de acordo com a presente invenção, começando com um glicol de MW mais baixo ou misturas de glicol, para alcançar as propriedades do fio, tais como estiramento suave, alto alongamento e baixa fixação, que só são alcançáveis com um glicol de alto MW, mas com custo mais alto (Exemplo Comparativo 5), conforme apresentado na Figura 3.

[00067] Para o Exemplo 1, uma mistura de PTG L1400 (210,0 gramas) e Terathane® PTMEG 1400 (90,0 gramas) foi reagida com Isonate® 125MDR (30,03 gramas) a 90 °C por 120 minutos para produzir um glicol estendido, isto é, um macrodiol de polieteruretano terminado em hidroxi linear.

Este glicol estendido tinha um peso molecular médio numérico de 3.446 por determinação dos números de hidroxi. O glicol estendido formado (300,0 gramas) foi usado para reagir, de modo adicional, com Isonate® 125MDR (40,01 gramas) a 90 °C por 120 minutos para formar um pré-polímero terminado em isocianato. O pré-polímero foi misturado e dissolvido em DMAc (587,55 gramas) e, em seguida, reagiu com uma mistura de solução extensora de cadeia de EDA/DMAc (138,76 gramas com concentração de amina reativa a 1,0 miliequivalente por grama na solução) e solução terminadora de cadeia de DEA/DMAc (10,62 gramas com concentração de amina reativa a 1,2 miliequivalente por grama na solução), para formar uma solução de poliuretanoureia viscosa com 32% de sólidos de polímero. Este poliuretano segmentado tinha uma razão de peso molecular estimada (SSMW/HSMW) de segmento mole para segmento rígido em 14,24 e tinha a concentração de segmento rígido de ureia de 6,56% em peso do polímero.

[00068] A solução de polímero, conforme preparada acima, foi misturada com aditivos na forma de pasta fluida, a um nível para ter aproximadamente 1,35% de antioxidante LOWINOX® GP45, 0,45% de agente auxiliar de coloração Methacrol® 2462B, 0,50% de auxiliar de fiação à base de óleo de silicone e 0,50% de agente antiaderente de etileno bis(estearamida) (EBS) com base no peso total dos sólidos. Essa solução de polímero, incluindo os aditivos misturados, foi fiada em uma fibra de elastano de 4 filamentos de 44 dtex, usando-se um processo de fiação a seco a uma velocidade de enrolamento de 869 metros por minuto para avaliação das propriedades.

[00069] A solução de polímero nos Exemplos 2 a 4 foi feita de um modo semelhante ao descrito no Exemplo 1, e foi misturada com as mesmas pastas fluidas aditivas e fiada em fibras de 4 filamentos de 44 dtex, utilizando as mesmas condições de fiação.

EXEMPLO COMPARATIVO 5

[00070] O polímero no Exemplo 5 foi feito para comparação usando-se um glicol de alto MW, PTG L3500, sem passar pelo processo de glicol estendido e com os mesmos aditivos nas condições de fios e fiação.

RESULTADOS PARA OS EXEMPLOS 1 A 4 E EXEMPLO COMPARATIVO 5

[00071] Dados na Figura 3 mostram que, para composições poliméricas com % de HSWT menor que 7,8% e a razão de peso molecular do segmento (SSMW/HSMW) maior que 12,0, as fibras resultantes forneceram uma potência de estiramento/recuperação suave, conforme indicado pela alta razão de 5TM100/5TP300, além de baixa fixação (<16%) e alto alongamento (>500%).

EXEMPLOS 6 A 10 E 12 A 15 E EXEMPLO COMPARATIVO 11

[00072] Os Exemplos 6 a 10 e 12 a 15 e o Exemplo Comparativo 11 são fibras de elastano com polímeros da presente invenção, feitas por processo de subcapeamento, começando com um glicol com MW mais baixo ou misturas de glicol, para atingir as propriedades de fio, como estiramento suave, alto alongamento e baixa fixação, que não são alcançáveis com os processos de capeamento convencionais (consultar o Exemplo Comparativo 16).

[00073] Para o Exemplo 6, uma mistura de PTG L2200 (180,0 gramas) e Terathane® PTMEG 1800 (60,0 gramas) foi reagida com Isonate® 125MDR (40,51 gramas) a 90 °C por 120 minutos para produzir um glicol capeado, isto é, um pré-polímero de polieteruretano terminado em isocianato linear. A % de NCO deste pré-polímero foi de cerca de 1,40. A este pré-polímero de glicol capeado, foi adicionada uma quantidade extra (1,00 grama) de Isonate® 125MDR, seguido pela adição do solvente DMAc (551,76 gramas) para dissolver a mistura do glicol capeado e Isonate® 125MDR adicionado em uma solução homogênea. A mistura de pré-polímero dissolvido e Isonate® 125MDR extra foi, então, reagida com uma mistura de solução extensora de cadeia de EDA/DMAc (49,30 gramas com concentração de amina reativa a 2,0 miliequivalentes por grama na solução) e solução terminadora de cadeia de DEA/DMAc (7,11 gramas com concentração de amina reativa a 1,0 miliequivalente por grama na solução) para formar uma solução viscosa de poliuretanoureia com 32% de sólidos de polímero. Este poliuretano segmentado tinha uma razão de peso molecular estimada (SSMW/HSMW) de segmento mole para segmento rígido de 17,17, e tinha a concentração do segmento rígido de ureia de 5,53% em peso do polímero.

[00074] A solução de polímero, conforme feita acima, foi misturada com aditivos na forma de pasta fluida, a um nível para ter aproximadamente 1,33% de antioxidante LOWINOX® GP45, 0,45% de agente auxiliar de coloração Methacrol® 2462B e 0,53% de auxiliar de fiação à base de óleo de silicone, com base no peso total dos sólidos. Essa solução de polímero, incluindo os aditivos misturados, foi fiada em uma fibra de elastano de 4 filamentos de 44 dtex, usando-se um processo de fiação a seco a uma velocidade de enrolamento de 869 metros por minuto para avaliação das propriedades.

[00075] A solução de polímero nos Exemplos 7 a 10 e no Exemplo Comparativo 11 foi feita de maneira semelhante à descrita no Exemplo 6 com o uso de um glicol misto de PTG L2200 (180,0 gramas) e Terathane® PTMEG 1800 (60,0 gramas) reagido com Isonate® 125MDR (40,51 gramas) para o pré-polímero de glicol capeado com 1,40% de NCO, exceto que uma quantidade diferente de Isonate® 125MDR extra foi misturada antes de se dissolver em DMAc e a cadeia se estender com a mistura de soluções EDA/DEA.

A solução polimérica formada foi misturada com as mesmas pastas fluidas aditivas e fiada em fibras de 4 filamentos de 44 dtex, utilizando-se as mesmas condições de fiação. O polímero produzido no Exemplo Comparativo 11 não foi capaz de se transformar em fibras devido a quebras frequentes na célula giratória, possivelmente relacionadas ao polímero com concentração de uréia muito alta (% de HSWT) e razão SSMW/HSMW muito baixa.

[00076] A solução de polímero nos Exemplos 12 a 15 foi feita de maneira semelhante à descrita no Exemplo 6, usando-se Terathane® PTMEG 1800 sozinho reagindo com Isonate® 125MDR para a produção do pré-polímero de glicol capeado, seguido pela adição de uma quantidade extra de Isonate® 125MDR em diferentes níveis, dissolução com DMAc e extensão de cadeia com soluções EDA/DEA para produzir as soluções poliméricas.

EXEMPLO COMPARATIVO 16

[00077] O Exemplo Comparativo 16 foi feito como um exemplo comparativo com um maior teor de segmento rígido de ureia (% de HSWT) e uma razão mais baixa de SSMW/HSMW, utilizando-se um processo de capeamento convencional sem adição de diisocianato extra. RESULTADOS PARA OS EXEMPLOS 6 A 15 E EXEMPLO COMPARATIVO 16

[00078] A tabela da Figura 4 ilustra as propriedades do fio dos Exemplos 6 a 10, 12 a 15 e Exemplos Comparativos 11 e 16. Os fios dos Exemplos 6 a 10 e 12 a 15, preparados de acordo com a presente invenção a partir de composições poliméricas preparadas pelo processo de subcapeamento, em que a % de HSWT era menor que 7,8% e a razão de peso molecular do segmento (SSMW/HSMW) era maior que 12,0, exibiram potência de estiramento/recuperação plano, conforme indicado pela alta razão (>0,09 em geral) de 5TM100/5TP300, além de baixa fixação (<16%) e alto alongamento (>500%).

[00079] O Exemplo Comparativo 11, também preparado através do processo de subcapeamento, mostrou que há um limite para o alto teor de segmento rígido de ureia e para a baixa razão SSMW/HSMW, além do qual resulta em dificuldades de fiação.

[00080] O Exemplo Comparativo 16, que utilizou um processo de capeamento convencional com alto teor de segmento rígido de ureia (% de HSWT) e baixa razão de SSMW/HSMW no polímero, confirmou as propriedades do fio com alta fixação e potência de recuperação/estiramento inclinado, conforme indicado pela baixa razão de 5TM100/5TP300.

EXEMPLOS 18 A 25 E 28 A 30

[00081] Os Exemplos 18 a 25 e 28 a 30 são exemplos adicionais de polímeros preparados pelo processo de subcapeamento da presente invenção com uso de Terathane® PTMEG 1800 sozinho reagindo com Isonate® 125MDR para a produção do pré-polímero de glicol capeado, seguido pela adição de uma quantidade extra de Isonate® 125MDR em diferentes níveis, dissolução com DMAc e extensão de cadeia com soluções de EDA/DEA para produzir as soluções poliméricas. Esses exemplos foram feitos para definir melhor as poliuretanoureias segmentadas com pesos moleculares de segmento mole e segmento rígido projetados e seu impacto nas propriedades da fibra.

Estes polímeros foram preparados de um modo semelhante aos dos Exemplos 12 a 15, e foram fiados em fibras de 44 dtex para comparação de propriedades.

EXEMPLOS COMPARATIVOS 26 E 27

[00082] O Exemplo Comparativo 26 foi feito pelo processo de subcapeamento, mas está fora do escopo da presente invenção, e o Exemplo Comparativo 27 foi feito por um processo convencional de capeamento sem MDI adicional adicionado ao pré-polímero de glicol capeado.

RESULTADOS PARA OS EXEMPLOS 18 A 25 E 28 A 30 E EXEMPLOS COMPARATIVOS 26 E 27

[00083] Conforme mostrado na Tabela na Figura 5, para os Exemplos 18 a 25 e 28 a 30 preparados com o processo de subcapeamento da presente invenção, todos os polímeros fiaram bem e renderam propriedades de fio superiores em termos de fixação, alongamento e planicidade no estiramento e recuperação. Em contraste, o Exemplo Comparativo 26 não pôde ser fiado e o Exemplo Comparativo 27 não exibiu essas propriedades superiores do fio devido à alta concentração de ureia (% de HSWT) e à baixa razão SSMW/HSMW.

EXEMPLO 33 A 37

[00084] Os exemplos 33 a 37 de poliuretanoureias segmentadas também foram feitos pelo processo de subcapeamento de maneira semelhante à dos Exemplos 12 a 15, exceto que um glicol de peso molecular ainda mais baixo, Terathane® PTMEG 1400, foi usado em reação com Isonate® 125MDR para produzir o pré-polímero de glicol capeado, seguido pela adição de uma quantidade extra de Isonate® 125MDR em diferentes níveis, dissolução com DMAc e extensão da cadeia com soluções de EDA/DEA para produzir as soluções poliméricas. As composições poliméricas, incluindo os pesos moleculares de segmento mole e do segmento rígido projetados, bem como as propriedades da fibra de 44 dtex estão listadas na tabela da Figura 6.

EXEMPLOS COMPARATIVOS 31 E 32

[00085] O Exemplo Comparativo 31 foi produzido através de um processo convencional de capeamento e demonstra uma composição e propriedades fora do escopo desta invenção. O Exemplo Comparativo 32 mostrado na Figura 6 foi produzido através do processo de subcapeamento, mas fora da faixa de composição desta invenção, e não pôde ser fiado em uma fibra.

RESULTADOS PARA OS EXEMPLOS 33 A 37 E EXEMPLOS COMPARATIVOS 31 E 32

[00086] Os exemplos 33 a 37 confirmam, ainda, os benefícios das poliuretanoureias segmentadas com pesos moleculares de segmento mole e segmento rígido projetados, em uma razão maior que 12,0 e uma % de HSWT menor que 7,8, preparadas de acordo com a presente invenção, em termos de qualidade do polímero para fiação e as propriedades do fio.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO caracterizada por compreender poliuretanos ou poliuretanoureias segmentados moles e rígidos com uma % de HSWT menor que 7,8% e uma razão de peso molecular de segmento (SSMW/HSMW) maior que 12,0.

2. FIBRA caracterizada por compreender a composição de polímero, de acordo com a reivindicação 1.

3. ARTIGO DE FABRICAÇÃO caracterizado por pelo menos uma porção do mesmo compreender a composição polimérica, de acordo com a reivindicação 1, ou a fibra, de acordo com a reivindicação 2.

4. ARTIGO DE FABRICAÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por ser um tecido ou uma peça de vestuário.

5. FIBRA DE ELASTANO caracterizada por compreender poliuretanos ou poliuretanoureias de segmentos moles e rígidos que exibem propriedades de baixa fixação, alto alongamento e/ou estiramento/recuperação plana produzidas por um processo de subcapeamento e/ou glicol estendido.

6. FIBRA DE ELASTANO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo ponto de fusão de segmento mole <5 ou 6 °C.

7. FIBRA DE ELASTANO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela razão de peso molecular do segmento mole para o peso molecular do segmento rígido ser maior que 12,0 e a concentração do segmento rígido ser menor que 7,8% em peso do polímero.

8. FIBRA DE ELASTANO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo glicol ser politetrametileno éter glicol (PTMEG).

9. FIBRA DE ELASTANO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo glicol ser um copoliéter.

10. PROCESSO PARA PRODUZIR UM PRÉ-POLÍMERO terminado em isocianato por extensão de glicol para uso na formação de um polímero de poliuretano ou poliuretanoureia segmentado com pesos moleculares de segmento mole e segmento rígido projetados, em que o dito método é caracterizado por compreender: (a) reagir uma quantidade em excesso de um glicol de menor peso molecular com um diisocianato para formar um glicol terminado em hidroxi ou glicol estendido; e (b) reagir o glicol terminado em hidroxi ou glicol estendido formado com uma quantidade em excesso de um diisocianato para produzir um pré- polímero terminado em isocianato ou glicol capeado.

11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo peso molecular do glicol de menor peso molecular ser menor que 2.500.

12. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo diisocianato usado na etapa (a) para produzir o glicol estendido pode ser igual ou diferente do diisocianato usado na etapa (b) para produzir o pré-polímero de glicol capeado.

13. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender, ainda, a dissolução do pré-polímero de glicol capeado em um solvente e extensão de cadeia com um diol ou diamina para formar um polímero de poliuretano ou poliuretanoureia segmentado com pesos moleculares de segmento mole e segmento rígido projetados.

14. PROCESSO PARA SUBCAPAR GLICÓIS para produção de um polímero com pesos moleculares de segmento rígido e mole projetados, em que o dito método é caracterizado por compreender: (a) adicionar um diisocianato a um glicol em uma baixa taxa de capeamento para produzir um glicol capeado subcapeado; (b) adicionar diisocianato adicional ao glicol capeado; e (c) adicionar um extensor de cadeia para produzir o polímero com pesos moleculares de segmentos rígidos e moles projetados.

15. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo peso molecular do segmento mole ser aumentado sem reduzir o peso molecular do segmento rígido.

16. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelos glicóis serem selecionados a partir de 3-metil THF copoliéter glicol ou PTMEG.

17. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo diisocianato ser metileno difenil diisocianato.

18. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo extensor de cadeia ser etileno diamina.

19. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelas etapas (a) e (b) serem realizadas com calor.

20. POLÍMERO COM PESOS MOLECULARES DE SEGMENTO RÍGIDO E MOLE PROJETADOS caracterizado por serem produzidos em conformidade com o processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19.

21. FIBRA caracterizada por ser produzida a partir do polímero, de acordo com a reivindicação 20.

22. ARTIGO DE FABRICAÇÃO caracterizado por pelo menos uma porção do mesmo compreender a fibra, de acordo com a reivindicação 21.

23. ARTIGO DE FABRICAÇÃO, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por ser um tecido ou peça de vestuário.