ES2298354T3 - Fibra elastomerica de poliuretano y procedimiento de fabricacion. - Google Patents

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Abstract

Un elastómero de poliuretano termoplástico obtenido por polimerización del fundido en volumen de: A. un poliuretano derivado de un diisocianato que ha reaccionado con un intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol; donde la cantidad del citado prolongador de cadena es de 0, 7 a a menos de 1, 0 moles por mol del citado intermediario, terminado en hidroxilo, y B un aditivo poliéter terminado en isocianato, donde el citado aditivo es capaz de reticular el citado poliuretano de (A).

Description

Fibra elastómerica de poliuretano y procedimiento de fabricación.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a una fibra elastomérica de poliuretano hecha por hilado en fundido de un uretano que tiene una reacción elástica del 60% o más alta y de un poliéter o poliéster terminados en isocianato para producir fibras elásticas con alta resistencia al calor, baja deformación permanente a la tracción y alta elongación. Los poliuretanos con propiedades elastoméricas mejoradas tienen muchas aplicaciones prácticas tales como tejidos para artículos de consumo, por ejemplo calcetería y prendas de vestir, aplicaciones médicas, aplicaciones de ocio, aplicaciones en automóviles, o aplicaciones industriales, tales como cintas transportadoras, cubiertas de cables, y similares.
Una fibra elástica común en la industria de prendas de vestir es el spandex. Es una fibra estirable con una elevada recuperación elástica. El spandex se utiliza en muchos hilos y tejidos comerciales para dar elasticidad a una
prenda.
El spandex está definido por la Federal Trade Commission (Comisión Federal de Comercio) como un polímero sintético de cadena larga que comprende al menos 85% de un poliuretano segmentado. Se obtiene por reacción de un compuesto dihidroxílico de alto peso molecular con un diisocianato orgánico y prolongador de cadena para formar un polímero elastómero. Está segmentado porque está compuesto de regiones alternantes blandas y duras dentro de la estructura polimérica. Los segmentos duros actúan como reticulaciones físicas que unen entre sí las cadenas de polímero. Los segmentos blandos de las cadenas de polímero están formados de polímeros que contienen largos segmentos en hélice que pueden orientarse al estirarse el material. El reticulado evita que las cadenas de polímero se muevan significativamente una más allá de otra. Después del estirado, los segmentos blandos lineales recuperan su forma helicoidal de manera que la fibra vuelve a su forma original.
Se fabrica preferiblemente por un proceso de hilado en seco, aunque se conocen también el hilado en húmedo y el hilado del fundido. DuPont fue el primero en introducir la fibra elástica de poliuretano(urea) spandex en 1959, utilizando un método de hilado en seco. En 1937, Bayer había introducido una fibra elástica de poliuretano hecha por un método de hilado de fundido.
El método de hilado en seco es un procedimiento en el que se hace reaccionar un dialcohol de cadena larga con diisocianato aromático (normalmente diisocianato de 4,4'-metilen difenilo, MDI) para producir un prepolímero terminado en isocianato. La prolongación de cadena se consigue por la reacción del prepolímero con diamina en presencia de un disolvente polar para preparar una base de hilatura. Se extruye entonces la base desde la tobera en forma de múltiples filamentos. El disolvente se evapora al ponerlo en contacto con aire caliente o con N_{2} caliente en la columna de hilatura. La fibra hilada se retuerce entonces en falso, se trata con aceite y se enrolla en una bobina. Las fibras hiladas en seco tienden a perder resistencia por envejecimiento.
El método de hilado del fundido se diferencia en que tanto la preparación de prepolímero como la prolongación de cadena se llevan a cabo en ausencia de disolvente. Para conseguir una fibra con propiedades comparables a las alcanzadas por el hilado en seco, es necesario someter la fibra hilada a un tratamiento de envejecimiento con calor para promover la reticulación a través del grupo isocianato remanente.
El método de hilado de fundido para elastómeros termoplásticos de poliuretano desarrollado por Bayer en los últimos 1930 y primeros 1940 no ha dado propiedades satisfactorias. Se conocen otros procedimientos de hilatura para poliuretano. La Patente estadounidense A-3.503.933 describe un spandex hilado en fundido que utiliza diisocianatos asimétricos que tienen una diferencia de cinco veces en la reactividad de los dos grupos isocianato. Estos diisocianatos daban lugar a un spandex con pobres cualidades de procesado tales como alta pegajosidad, pobres cualidades del tejido tal como baja energía de descarga, pobres propiedades de procesado del tejido en áreas tales como teñido, acabado y lavado. La Patente estadounidense A 5.840.233 para Foss y col. describe un procedimiento para hilar en fundido fibras elastoméricas a partir de un polímero elastomérico hilable en fundido que comprende un prepolímero de polialcohol rematado en diisocianato cuya cadena es prolonga daen con un compuesto dihidroxi aromático. Las fibras producidas se pueden tejer o entretejer para dar artículos textiles tales como calcetines o medias.
En la Patente estadounidense A 6.127.506, Green describe un procedimiento de hilatura en fundido de spandex, en el que se prepara un polímero de poliuretano(urea) a partir de un glicol rematado purificado, diaminas alifáticas lineales y terminador de cadena monoamina. Durante el proceso, el diisocianato se pone en contacto con los glicoles poliméricos para dar un glicol rematado. El procedimiento de Green está enfocado hacia la pre-purificación del glicol rematado antes de la formación del poliuretanourea. Los glicoles poliméricos utilizados en el procedimiento incluyen poliéterglicoles, poliéster glicoles, policarbonato glicoles y copolímeros de los glicoles. El diisocianato tiene sustancialmente las mismas reactividades hacia los grupos hidroxilo que el glicol polimérico. El diisocianato preferido es MDI. En Green, los monómeros se polimerizan y después se hilan en fundido para dar spandex o poli-uretano
(urea).
Tradicionalmente, el spandex ha sido preparado por hilatura en seco o hilatura en húmedo. La hilatura en fundido es el más ventajoso de los procedimientos en cuanto a salud, seguridad y problemas medioambientales porque no supone el empleo de disolventes orgánicos. Pero, el spandex hilado en seco produce una fibra que tiene el mejor equilibrio de propiedades comparado con otros procedimientos. Por tanto, es deseable contar con un material de fibra con las propiedades del spandex, pero que pueda ser hilado en fundido en lugar de hilado en seco. Aunque los poliuretanos termoplásticos tienen por lo general propiedades deseables en cuanto a resistencia a abrasión, por lo general no presentan propiedades tales como un elevado punto de fusión, baja deformación permanente por tracción, baja deformación permanente por compresión, una buena reacción elástica y baja histéresis.
Los poliéter poliuretanos son conocidos. Por ejemplo, la Patente estadounidense A-5.959.059 para Vedula y col. describen un poliéter uretano que tiene buenas propiedades físicas cuando se prepara por polimerización del fundido de un intermediario poliéter terminado en hidroxilo, que contiene grupos repetidos de óxido de alquileno de 2 a 6 átomos de carbono, y un prolongador de cadena con un diisocianato. Vedula y col. han utilizado diisocianatos aromáticos, siendo el MDI el preferido. Además, los poliéter uretano termoplásticos se produjeron por un procedimiento "en un paso" donde el intermediario poliéter terminado en hidroxilo, el prolongador de cadena y el diisocianato se añadían juntos, se mezclaban y polimerizaban. Los poliuretanos producidos por este método "en un paso" son poliuretanos en los cuales el prolongador de cadena incluye fracciones aromáticas, que tienen puntos de fusión más elevados. Los poliéter uretanos resultantes presentan puntos de fusión altos, de 170ºC a 230ºC, bajas densidades de 1,10 o menos, y dureza Shore D de al menos 15 o 20. Además, los poliéter uretanos presentaban una buena resistencia al desgarro, buena resistencia a la abrasión, y estabilidad hidrolítica.
La hilatura de fundido de polímeros poliuretano también es conocida, incluyendo la combinación con el polímero de poliuretano con los materiales adicionales fundidos para conseguir diversas ventajas. Por ejemplo, la Publicación de Patente japonesa JP-A-8098421 (1983) (Yasuhiro y col.) muestra la adición de un producto de reacción desde un poliisocianato y un agente bloqueante a un elastómerro de poliuretano para producir una hebra elástica con una elevada recuperación desde la deformación a elevadas temperaturas. La reacción, en la publicación de Yasuhiro, es entre un poliisocianato de 400 o mayor peso molecular, preferiblemente diisocianato de p,p-difenilmetano (MDI) y politetrametilen glicol sobre ambos terminales y un agente de bloqueo. La publicación de Patente japonesa JP-A-60048617 (2000) para Yamakawa y col. describe una hilatura de fundido de poliester cristalino basado en butilen tereftalato y poliuretano termoplástico para obtener una fibra elástica que tiene un grado de brillo de 70 o menos. La publicación de Patente japonesa JP-A-282387 (1989) para Yoshimoto y col. describe una hebra de poliuretano producida por amasado de un prepolímero de poliisocianato como agente de reticulación, donde el hilo se trata subsiguientemente con una mezcla de aceite mineral, polisiloxano y diamina, para evitar que se peguen las fibras. La Publicación de Patente japonesa JP-A-58186609 (1983) para Ogawa describe fibras que tienen resistencia al calor mejorada obtenidas por adición de un compuesto poliisocianato y un pigmento a un elastómero de poliuretano fundido. La Publicación de Patente japonesa JP-A-57112409 (1982) para Ogawa y col. describe una hebra elástica de alta recuperación desde la deformación a temperatura elevada hecha por adición, a un poliuretano fundido, de un producto de reacción poliisocianato con terminales NCO bloqueados a partir de un poliéter de peso molecular 300 a 2500 y diisocianato de
difenilmetano
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Compendio de la invención
La presente invención se refiere a un elastómero de poliuretano termoplástico obtenido por polimerización del fundido en volumen de:
A.
un poliuretano derivado de un diisocianato que ha reaccionado con intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol; donde la cantidad del citado prolongador de cadena es de 0,7 a menos de 1,0 moles por mol del citado intermediario terminado en hidroxilo, y
B.
un aditivo poliéter terminado en isocianato, donde el citado aditivo es capaz de reticular el citado poliuretano en (A).
La presente invención se refiere además a un método de obtención de una fibra elastomérica hilada en fundido que comprende la fusión de un poliuretano que tiene una reacción elástica de 60% o más, medida según D25632 de ASTM junto con un poliéter terminado en isocianato, hilado en fundido para proporcionar una fibra, y recuperación de la citada fibra; donde el citado poliuretano se hace derivar de un diisocianato que ha reaccionado con un intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena de glicol, y donde la cantidad del citado prolongador de cadena es de 0,7 a menos de 1,0 moles por mol de dicho intermediario terminado en hidroxilo.
Además, la presente invención se refiere a un método para la preparación de una fibra hilada en fundido que comprende una composición de elastómero de poliuretano termoplástico hilable en fundido, comprendiendo la citada composición de elastómero:
A.
Un poliéter uretano derivado de un diisocianato que ha reaccionado con un intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol,
-
\vtcortauna teniendo el citado poliéter terminado en hidroxilo unidades repetidas de óxido de alquileno que contienen de 2 a 6 átomos de carbono y teniendo un peso molecular de media de pesos de al menos 1.500
-
\vtcortauna siendo el citado prolongador de cadena un glicol substancialmente no ramificado que tiene de 2 a 16 átomos de carbono,
-
\vtcortauna donde la cantidad del citado prolongador de cadena de 0,7 a menos de 1,0 moles por mol del citado intermediario poliéter terminado en hidroxilo y donde el citado poliéter uretano tiene una reacción elástica de al menos 60% cuando se mide según D2632 de ASTM; y
B.
un aditivo poliéter terminado en diisocianato de difenil metano, donde el citado aditivo es capaz de reticular el citado poliéter uretano de A; e hilado en fundido de la citada composición de elastómero para proporcionar una fibra.
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Además, la presente invención se refiere a una fibra elástica obtenible por hilado en fundido del elastómero de poliuretano termoplástico de esta invención.
Los modos de realización preferidos de esta invención quedarán de manifiesto de las reivindicaciones adjuntas.
La invención es el resultado del hallazgo de que se puede obtener una fibra elastomérica de poliuretano por polimerización de hilado de fundido en volumen de un poliuretano que tiene una reacción elástica del 60% o más alta y un aditivo poliéter o poliéster terminado en isocianato para prolongación de cadena o reticulación. El poliuretano deriva preferiblemente de un diisocianato que ha reaccionado con un poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol. El poliéter uretano preferible es el resultado de la polimerización de un intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena con un diisocianato, donde el poliéter terminado en hidroxilo tiene unidades repetidas de óxido de alquileno que contienen de 2 a 6 átomos de carbono y tiene un peso molecular de media de peso de al menos 1.500. El prolongador de cadena es un glicol substancialmente no ramificado que tiene 2 a 16 átomos de carbono, y la cantidad del prolongador de cadena es de 0,7 a menos de 1,0 moles por mol de poliéter terminado en hidroxilo.
En la presente invención, el polímero de poliuretano, cuando se hila en fundido para producir una fibra, es prolongado en la cadena o reticulado por incorporación de pre-polímeros terminados en isocianato. La fibra resultante tiene resistencia al calor mejorada y pérdida de histéresis reducida, al compararlo con spandex de hilado en seco, manteniendo al mismo tiempo todas las propiedades favorables del spandex hilado en seco.
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Descripción detallada de la invención
Esta invención se refiere a una fibra elastomérica de poliuretano que puede obtenerse por polimerización de hilado en fundido en volumen de un poliuretano y un aditivo poliéter o poliéster terminado en isocianato. El poliuretano deriva de un diisocianato que ha reaccionado con un poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol.
El poliuretano utilizado en esta invención puede ser un poliéter poliuretano o un poliéster poliuretano que presenta una reacción elástica del 60% o más alta. Un poliuretano que puede emplearse es el poliéter poliuretano descrito en la Patente estadounidense A-5.959.059 para Ravi Vedula, aunque la presente invención no queda limitada a los poliéter uretanos descritos en la Patente de Vedula. Por ejemplo, la Patente estadounidense A-3.016.364, para Muller, describe también poliéter poliuretanos que pueden emplearse. Un poliéter uretano que tiene buenas propiedades se puede preparar por polimerización en fundido de un intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena con un diisocianato. El poliéter terminado en hidroxilo tiene unidades repetidas de óxido de alquileno que contienen de 2 a 6 átomos de carbono y tiene un peso molecular de media de pesos de al menos 1.500. El prolongador de cadena es un glicol substancialmente no ramificado que tiene 2 a 16 átomos de carbono. La cantidad de prolongador de cadena es de 0,7 a menos de 1,0 moles por mol de poliéter terminado en hidroxilo. Se prefiere que el poliéter poliuretano tenga un punto de fusión de 160ºC o mayor (por ejemplo, 160ºC a 230ºC) siendo preferido 175ºC o superior, aunque se puede utilizar el punto de reblandecimiento para caracterizar el poliuretano. Además, se prefiere que el uretano tenga una reacción elástica del 60% o más, siendo preferida del 65% o más.
El aditivo es un aditivo poliéter o poliéster terminado en isocianato, tal como prepolímero de polialcohol rematado en isocianato, cuya cadena se prolonga preferiblemente con un compuesto dihidroxílico aromático. El término "aditivo de poliéter terminado en isocianato o aditivo de poliuretano" se refiere en general a un prepolímero que comprende un polialcohol que se ha hecho reaccionar con un compuesto diisocianato (es decir, un compuesto que contiene al menos dos grupos isocianato (-NCO). En la forma preferida, el prepolímero tiene una funcionalidad de 2,0 o mayor, un peso molecular medio de 250 a 10.000, y se prepara de manera que no contenga substancialmente compuesto isocianato monomérico sin reaccionar. El término "compuesto isocianato sin reaccionar" se refiere a un compuesto monomérico que contiene isocianato libre, es decir, compuesto diisocianato que se emplea como material de partida en conexión con la preparación del propolímero y que permanece sin reaccionar en la composición de prepolímero. El término "polialcohol", tal como aquí se emplea, se refiere en general a un compuesto polimérico que tiene más de un grupo hidroxi (-OH), preferiblemente un compuesto polimérico alifático que termina en cada extremo en grupo hidroxilo. Se dispone de una amplia variedad de compuestos de polialcohol para utilizarlos en la preparación del prepolímero. En modos de realización preferidos, el polialcohol puede comprender un dialcohol polimérico entre los que se incluyen, por ejemplo, poliéter dialcoholes y poliéster dialcoholes y mezclas o copolímeros de los mismos. Los dialcoholes poliméricos preferidos son poliéter dialcoholes, siendo los más preferidos los polialquilen éter dialcoholes. Entre los ejemplos de polialquilen poliéter dialcoholes se incluyen, por ejemplo, polietilen éter glicol, polipropilen éter glicol, politetrametilen éter glicol (PTMEG) y polihexametilen éter glicol y mezclas o copolímeros de los mismos. Entre estos polialquilen éter dialcoholes preferidos está PTMEG. Entre los poliéster dialcoholes preferidos están, por ejemplo, polibutilen adipato glicol y polietilen adipato glicol y mezclas o copolímeros de los mismos. Otros compuestos polialcohol, además de los ejemplos anteriores, quedarán fácilmente de manifiesto para cualquier especialista en esta técnica, al leer la presente invención.
El peso molecular de media de número de los polialcoholes a partir de los cuales se puede derivar el prepolímero está entre 800 y 3500 y todas las combinaciones y subcombinaciones dentro de estos intervalos. Más preferiblemente, el peso molecular de media de número del polialcohol puede variar de 1500 a 2.500, con pesos moleculares de número de 2000 aún más preferidos.
El polialcohol en los prepolímeros se remata con un compuesto isocianato. Existe una amplia variedad de compuestos diisocianato disponible para su utillización en la preparación de los prepolímeros de la presente invención. En general, el compuesto diisocianato puede ser aromático o alifático, siendo preferidos los compuestos diisocianato aromáticos. Entre los ejemplos de compuestos diisocianato aromático adecuados se incluyen diisocianato de difenilmetano, xilen diisocianato, toluen diisocianato, fenilen diisocianato y naftalen diisocianato y mezclas de ellos. Entre los ejemplos de compuestos diisocianato alifáticos adecuados se incluyen diisocianato de diciclohexilmetano y hexametilen diisocianato y mezclas de ellos. Entre los compuestos diisocianato preferidos está MDI debido, al menos en parte, a su disponibilidad comercial general y a su elevado grado de seguridad, así como también a su reactividad generalmente deseable con los prolongadores de cadena (que se discuten con más detalles después). Otros compuestos diisocianato, además de los dados antes como ejemplo, quedarán fácilmente de manifiesto para cualquier especialista en la técnica, al leer la presente invención.
Un aditivo preferido es el prepolimero poliéter terminado en diisocianato de difenil metano o prepolímero de poliéster terminado en diisocianato de difenil metano. Estos son poliéter o poliéster glicoles donde los grupos hidroxilo han sido convertidos a grupos isocianato para proporcionar la terminación de isocianato. La primera composición está comercializada por Hyperlast Limited, Reino Unido, como Hyperlast® 5130, mientras que la última composición está comercializada también por Hyperlast Limited, como Diprane® 5128, que deriva de etilen adipato funcional y MDI, y Diprane® 5184, que deriva de butilen/hexilen adipato y MDI. El aditivo preferido es Hyperlast 5130, que es un prepolímero poliéter terminado en diisocianato de difenil metano derivado de poli(tetrametilen éter)glicol que tiene un peso molecular (Mw) de aproximadamente 2000, y MDI.
La fibra se obtiene por hilatura del fundido del poliéter uretano y el aditivo. La hilatura del fundido es un procedimiento bien conocido en el que un polímero se funde por extrusión, se hace pasar a través de una boquilla de hilatura al aire, se solidifica por enfriamiento, y se recoge por bobinado de las fibras en un dispositivo de recogida. Típicamente, las fibras se hilan en fundido a una temperatura del polímero de 150ºC a 300ºC.
La invención se entenderá mejor por referencia a los siguientes ejemplos, en que la invención se expone con mayor detalle. Los ejemplos no son, sin embargo, limitativos de la invención en forma alguna, estando su marco definido por las reivindicaciones adjuntas.
Las propiedades de las fibras obtenidas según la presente invención pueden quedar ilustradas por comparación de su comportamiento con fibras spandex de Lycra® (de E.I. DuPont) que son comerciales y obtenidas por un procedimiento de hilatura en seco. Las fibras según la presente invención se obtienen introduciendo como alimentación poliéter poliuretano Estane® 58280 que tiene un punto de fusión en el intervalo de 170ºC a 230ºC (disponible de la BF Goodrich Company) y reticulación con poliéter terminado en diisocianato de difenil metano Hyperlast® en las cantidades relativas indicadas abajo, y aditivo, a través de una extrusora bajo una presión de 12 MPa, a una velocidad de tornillo de 20 a 22 rpm, y una temperatura de polímero de 219ºC para hacer reaccionar el poliuretano y el reticulador, haciendo pasar subsiguientemente el polímero fundido a un aparato de hilatura en fundido, que funciona a 195ºC. La fibra resultante se enfría entonces y se recupera, y se somete a evaluación física . Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla I.
TABLA I
1
La Tabla 1 muestra la diferencia en el comportamiento entre el poliuretano Lycra®, el poliuretano con 10% del reticulador Hyperlast 5130 y el poliuretano con 15% del reticulador Hyperlast 5130. Como muestra la Tabla I, cuando se prolonga la cadena del polímero y se reticula en alguna extensión por incorporación de un pre-polímero terminado en isocianato, tal como Hyperlast 5130, la resistencia al calor resulta mejorada.
La histéresis es una medida de la pérdida de energía durante el estiramiento y retracción de un material elástico. Esta pérdida de energía se traduce en una pérdida de la elasticidad de la fibra. Una pérdida de energía grande significa un incremento en la generación de calor y consiguientemente un incremento de la incomodidad. La Tabla 1 muestra que la adición de un 15% de Hyperlast puede reducir significativamente la histéresis comparándolo con Lycra®.
En las Tablas II y III se muestran comparaciones adicionales entre spandex Lycra® y poliuretano Estane® 58280, con y sin Hyperlast® 5130.
TABLA II
2
TABLA III
3
Como se deduce de las Tablas II y III, las fibras hiladas del fundido, hechas de poliuretano y un aditivo poliéter terminado en diisocianato tenían una recuperación de los datos de deformación permanente por calor, y tenacidad (resistencia a la tracción) comparable a spandex Lycra®.

Claims (15)

  1. \global\parskip0.950000\baselineskip
    1. Un elastómero de poliuretano termoplástico obtenido por polimerización del fundido en volumen de:
    A.
    un poliuretano derivado de un diisocianato que ha reaccionado con un intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol; donde la cantidad del citado prolongador de cadena es de 0,7 a a menos de 1,0 moles por mol del citado intermediario, terminado en hidroxilo, y
    B.
    un aditivo poliéter terminado en isocianato, donde el citado aditivo es capaz de reticular el citado poliuretano de (A).
  2. 2. El elastómero según la reivindicación 1, donde el citado aditivo poliéter se termina por reacción con diisocianato de difenil metano.
  3. 3. El elastómero según la reivindicación 1, donde el citado poliéter terminado en hidroxilo tiene unidades repetidas de óxido de alquileno que contienen de 2 a 6 átomos de carbono y tiene un peso molecular de media de pesos de aproximadamente 1.500,
    -
    \vtcortauna el citado prolongador de cadena es un glicol substancialmente no ramificado que tiene de 2 a 16 átomos de carbono,
    -
    \vtcortauna la cantidad del citado prolongador de cadena es de 0,7 a menos de 1,0 moles por cada mol del citado poliéter terminado en hidroxi, y
    -
    \vtcortauna el poliuretano de (A) tiene una reacción elástica de al menos 60 por ciento cuando se mide según D2632 de ASTM.
  4. 4. El elastómero según la reivindicación 1, donde el poliuretano de (A) tiene un punto de fusión de 160ºC o más alto.
  5. 5. El elastómero según la reivindicación 1, donde el poliuretano de (A) tiene un punto de fusión de 175ºC o más alto.
  6. 6. El elastómero según la reivindicación 1, donde el poliuretano de (A) tiene un punto de fusión de 160ºC a 230ºC.
  7. 7. El elastómero según la reivindicación 1, donde el poliuretano de (A) tiene una reacción elástica del 60% o más alta, cuando se mide según D2632 de ASTM.
  8. 8. El elastómero según la reivindicación 1, donde el poliuretano de (A) tiene una reacción elástica de 65% o más alta, cuando se mide por D2632 de ASTM.
  9. 9. El elastómero según la reivindicación 1, donde el citado poliéter terminado en isocianato de (B) tiene un peso molecular de 250 a 10.000 y una funcionalidad de 2,0 o mayor.
  10. 10. Un método para producir una fibra elastomérica de hilado de fundido que comprende la fusión de un poliuretano que tiene una reacción elástica del 60% o más, medido de acuerdo con D2632 de ASTM, junto con un poliéter terminado en isocianato, hilado en fundido para proporcionar una fibra, y recuperación de la citada fibra; donde el citado poliuretano deriva de un diisocianato que ha reaccionado con un intermediario de poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol, y donde la cantidad del citado prolongador de cadena es de 0,7 a menos de 1,0 en moles por mol del citado intermediario terminado en hidroxilo.
  11. 11. Un método para la preparación de una fibra hilada en fundido que comprende una composición elastómera de poliuretano termoplástica hilable en fundido, comprendiendo la citada composición de elastómero:
    A.
    un poliéster uretano derivado de un diisocianato que ha reaccionado con un intermediario poliéter terminado en hidroxilo y un prolongador de cadena glicol,
    -
    \vtcortauna teniendo el citado intermediario poliéter terminado en hidroxilo unidades repetidas de óxido de alquileno que contienen de 2 a 6 átomos de carbono y teniendo un peso molecular de media de pesos de al menos 1.500.
    -
    \vtcortauna consistiendo el citado prolongador de cadena en un glicol substancialmente no ramificado que tiene 2 a 16 átomos de carbono,
    -
    \vtcortauna donde la cantidad del citado prolongador de cadena es de 0,7 a menos de 1,0 moles por mol del citado intermediario poliéter terminado en hidroxilo y donde el citado poliéter uretano tiene una reacción elástica de al menos 60% cuando se mide según D2632 de ASTM; y
    \global\parskip1.000000\baselineskip
    B.
    un aditivo poliéter terminado en diisocianato de difenil metano, donde el citado aditivo es capaz de reticular el citado poliéter uretano de (A); e hilado de fundido de la citada composición elastómera para proporcionar una fibra.
  12. 12. Una fibra elastomérica obtenible por hilatura de fundido del elastómero poliuretano termoplástico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
  13. 13. La fibra según la reivindicación 12, donde la contracción es inferior del 10 por ciento a 100ºC en agua durante 30 minutos.
  14. 14. La fibra según la reivindicación 12, que tiene un porcentaje de elongación y rotura entre 300 y 700 por ciento, y contracción de menos del 10 por ciento, a 100ºC en agua durante 30 minutos, y un peso molecular de media de pesos entre 300.000 y 500.000, y una recuperación, a los 30 minutos, 130ºC, y 200% de elongación, de más del 70 por ciento.
  15. 15. La fibra según la reivindicación 12, donde la citada fibra se hila en fundido a una temperatura del polímero entre 150ºC y 300ºC.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030092848A1 (en) * 2001-09-11 2003-05-15 Ashok Sengupta Sprayable liner for supporting the rock surface of a mine
US7357889B2 (en) 2003-04-09 2008-04-15 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Melt spun TPU fibers and process
US7799255B2 (en) * 2003-06-30 2010-09-21 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Melt spun elastic tape and process
US8148475B2 (en) * 2003-06-30 2012-04-03 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Melt spun polyether TPU fibers having mixed polyols and process
JP4663812B2 (ja) * 2008-02-15 2011-04-06 東レ・オペロンテックス株式会社 消臭材
US20090311529A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-17 Voith Patent Gmbh High tenacity thermoplastic polyurethane monofilament and process for manufacturing the same
KR101733649B1 (ko) * 2009-06-25 2017-05-24 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드 성긴 게이지의 일정한 압축력의 탄성 섬유로 구성된 고 강도 직물
MY166400A (en) * 2010-01-25 2018-06-25 Lubrizol Advanced Mat Inc High strength non-woven elastic fabrics
MY164850A (en) * 2010-06-15 2018-01-30 Lubrizol Advanced Mat Inc Melt spun elastic fibers having flat modulus
CN102251316B (zh) * 2011-06-14 2012-11-28 吴中虎 一种利用氨纶废丝回收生产氨纶丝的方法
US20130255103A1 (en) 2012-04-03 2013-10-03 Nike, Inc. Apparel And Other Products Incorporating A Thermoplastic Polymer Material
CN102677213A (zh) * 2012-06-13 2012-09-19 浙江华峰氨纶股份有限公司 一种简便的氨纶废丝回收再纺丝的方法
WO2015055459A1 (en) * 2013-10-14 2015-04-23 Basf Se Disposable hygiene article comprising a melt-spun elastic fiber
CN104911723A (zh) * 2015-05-21 2015-09-16 苏州富莱克斯氨纶有限公司 一种双组分氨纶制备工艺
WO2018146192A1 (en) * 2017-02-10 2018-08-16 Basf Se Process for producing elastic fiber, process for producing elastic fiber article, elastic fiber and elastic fiber article
MX2020006169A (es) * 2017-12-15 2020-11-11 The Lycra Company Uk Ltd Polimeros con pesos moleculares de segmentos modificados.
CN108084400B (zh) * 2017-12-29 2020-08-04 美瑞新材料股份有限公司 一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
US11560647B1 (en) * 2018-05-07 2023-01-24 David Lewis Kitchen Trumbull Elastomeric yarn for safety applications
EP3939463A1 (en) 2019-08-02 2022-01-19 NIKE Innovate C.V. An outsole for an article of footwear
CN112962171B (zh) * 2021-02-04 2022-10-11 泉州市成意纺织科技有限公司 一种防紫外线弹力健康针织布料及其制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1029559B (de) 1956-11-16 1958-05-08 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung hochmolekularer vernetzter Kunststoffe unter Formgebung
US3503933A (en) 1966-08-16 1970-03-31 American Cyanamid Co Low melting polyurethane urea and method for manufacture
US3494894A (en) 1966-08-20 1970-02-10 Federico Urgesi Process for producing elastic fibers from polyurethan polymers having a crosslinked structure
JPS5846573B2 (ja) 1980-12-27 1983-10-17 カネボウ合繊株式会社 ポリウレタン弾性糸の製造方法
JPS6043445B2 (ja) 1981-12-07 1985-09-28 カネボウ株式会社 ポリウレタン弾性糸の製造方法
JPS6044406B2 (ja) 1982-04-24 1985-10-03 カネボウ株式会社 着色したポリウレタン弾性糸の製造方法
JPS6048617A (ja) 1983-08-29 1985-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 信号選択回路
JPH01282387A (ja) 1988-05-10 1989-11-14 Kanebo Ltd ポリウレタン弾性糸の製造方法
DE3930838A1 (de) * 1989-09-15 1991-03-28 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von tpu-enthaltenden chemiewerkstoffen
US5308697A (en) 1991-05-14 1994-05-03 Kanebo, Ltd. Potentially elastic conjugate fiber, production thereof, and production of fibrous structure with elasticity in expansion and contraction
US5959059A (en) 1997-06-10 1999-09-28 The B.F. Goodrich Company Thermoplastic polyether urethane
US5840233A (en) 1997-09-16 1998-11-24 Optimer, Inc. Process of making melt-spun elastomeric fibers
US6127506A (en) 1999-02-19 2000-10-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for melt spinning spandex

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