ES2329265T3 - Spandex que se puede teñir. - Google Patents
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Abstract
Spandex que tiene un contenido de amina primaria en forma hilada de al menos 5 meq/kg, teniendo el spandex teñido una luminosidad de tonalidad del color mejorada deltaL, tomada como un valor absoluto, de al menos 3,0 en la escala de color CIELAB, como se determina por espectrocolorimetría cuando se compara con el valor L de luminosidad de tonalidad de color de spandex que tiene un contenido de amina primaria en forma hilada menor que 3 meq/kg: formándose el spandex a partir de un polímero de poliuretanourea que es el producto de reacción de (a) al menos un glicol polimérico, (b) una mezcla de diisocianato que comprende (i) al menos aproximadamente 78 por ciento en moles de 1-isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benceno (4,4''-MDI) y (ii) al menos aproximadamente 5 por ciento en moles de 1-isocianato-2-[(4-isocianatofenil)metil]benceno (2,4''-MDI); (c) al menos un extensor de cadena; y (d) al menos un terminador de cadena de amina, y el spandex se tiñe con un tinte seleccionado del grupo consistente en tintes ácidos, tintes directos, tintes premetalizados y sus combinaciones.
Description
Spandex que se puede teñir.
La presente invención se refiere a una
poliuretanourea muy soluble preparada a partir de: (a) al menos un
glicol polimérico; (b) una mezcla de diisocianato que comprende: (i)
al menos aproximadamente 78 por ciento en moles de
1-isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benceno
(4,4'-MDI); y (ii) al menos aproximadamente 5 por
ciento en moles de
1-isocianato-2-[(4-isocianatofenil)metil]benceno
(2,4'-MDI); (c) al menos un extensor de cadena; y
(d) al menos un terminador de cadena de amina, estando el spandex
teñido con un tinte seleccionado del grupo consistente en tintes
ácidos, tintes directos, tintes premetalizados y sus mezclas. La
presente invención se refiere a fibras de spandex preparadas a
partir de poliuretanourea muy soluble que tienen buena capacidad de
teñido y solidez del color, así como también otras características
deseables. La presente invención también se refiere a telas y
prendas de vestir que comprenden dicha fibra spandex.
Spandex es el nombre genérico de una fibra
sintética en la que la sustancia que forma la fibra es un polímero
sintético de cadena larga comprendido por al menos 85% de un
poliuretano segmentado. También se denomina a Spandex elastano. Por
motivos de conveniencia, y no de forma limitativa, la presente
invención se describe aquí en términos de spandex, pero debería
interpretarse que incluye todas las realizaciones descritas en la
siguiente revelación y sus equivalentes.
Spandex se prepara de forma típica en dos
etapas. En primer lugar se deja reaccionar un polímero difuncional
de bajo peso molecular, tal como un glicol polimérico, con un
diisocianato para formar una mezcla de prepolímero terminado con
isocianato y diisocianato sin reaccionar ("glicol bloqueado").
El glicol bloqueado se disuelve luego en un disolvente adecuado y
se hace reaccionar con una composición de extensor de cadena
difuncional y terminador de cadena monofuncional para formar una
solución de polímero de poliuretanourea. La fibra spandex comercial
se forma luego a partir de la solución de poliuretanourea resultante
usando hilado en seco convencional o técnicas de hilado en
húmedo.
Preparando el polímero de esta manera, el
spandex comprende los denominados segmentos "duros" derivados
de la reacción entre un grupo isocianato en el glicol bloqueado y
el extensor de cadena. El spandex también comprende segmentos
"blandos" derivados principalmente del glicol polimérico y se
cree que las propiedades elastoméricas deseables del spandex son
debidas, en parte, a esta estructura segmentada.
Aunque ambos extremos de un extensor de cadena,
como etilendiamina, pueden reaccionar con grupos isocianato del
glicol bloqueado, en ciertos casos sólo puede reaccionar un extremo
del extensor de cadena. El resultado es un polímero que presenta un
extensor de cadena con una amina primaria en un extremo. El número
de estos "extremos de extensor de cadena" (CE), expresado como
la concentración de extremos en miliequivalentes por kilogramo de
polímero, se puede determinar midiendo la concentración de amina
primaria en el polímero. El contenido de amina primaria se puede
valorar usando técnicas convencionales.
El número de extremos del extensor de cadena se
puede controlar por diferentes medios, tal como variando la
estequiometría del extensor de cadena respecto al glicol bloqueado.
De forma alternativa, el número de extremos del extensor de cadena
se puede controlar usando un terminador de cadena, tal como
dietilamina (DEA). Un terminador de cadena reacciona con el glicol
bloqueado, de la misma forma que un extensor de cadena, pero no
presenta un segundo grupo reactivo. El resultado es un polímero con
un extremo terminador de cadena más que un extremo extensor de
cadena. Cuando se usa dietilamina como un terminador de cadena, el
extremo terminador de cadena se denomina también un extremo de
dietilurea (DEU).
Controlando la estequiometría del extensor de
cadena y del terminador de cadena respecto a funcionalidades
isocianato en el glicol bloqueado, es posible ajustar el número
total de extremos poliméricos y, por tanto, el peso molecular y la
viscosidad intrínseca (VI) del polímero. Se sabe que este es un
procedimiento efectivo de control del peso molecular y la VI de una
poliuretanourea. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos
número 3.557.044, cuya descripción se incorpora a esta invención
como referencia.
La combinación de un número deseado de extremos
poliméricos con una proporción deseada de estos extremos que son
extensores de cadena, es un aspecto de la presente invención y se
puede describir en términos de propiedades poliméricas medidas
normalmente en la técnica. Como se estableció previamente, el número
total de extremos poliméricos es directamente proporcional a la VI.
Cuanto mayor sea el número de extremos poliméricos, menor es el
peso molecular y menor la VI. De forma similar, el número de
extremos de extensor de cadena está relacionado con la cantidad de
amina primaria en el polímero. Así pues, la descripción de aspectos
de la presente invención en términos de VI deseable y cantidad de
amina primaria, es equivalente a describir estos aspectos en
términos de número deseable de extremos poliméricos y extremos de
extensor de cadena, respectivamente. Se remite al lector a los
ejemplos para más detalles.
La fibra de spandex se puede formar a partir de
poliuretanourea mediante procedimientos de hilado de fibra tales
como hilado en seco. En el hilado en seco se introduce una solución
de polímero que comprende un polímero y disolvente a través de
orificios de la hilera en una cámara de hilado para formar un
filamento o filamentos. Se hace pasar gas a través de la cámara
para evaporar el disolvente solidificando el filamento o filamentos.
Se pueden coalescer múltiples filamentos en un hilo de spandex. Los
términos "fibra" e "hilo" se usan de forma indistinta en
esta invención cuando se refieren a fibra e hilo de spandex.
Los disolventes usados en las soluciones de
polímero deberían proporcionar una solución homogénea que contenga
poco o nada de geles. Disolventes particularmente adecuados para
hilado en seco incluyen N,N-dimetilacetamida (DMAc),
N-metilpirrolidinona (NMP), N,N-dimetilformamida (DMF)
y dimetilsulfóxido (DMSO). Debido a cuestiones de seguridad y
costes se prefiere DMAc e, incluso, se usa casi exclusivamente en la
industria.
La productividad del hilado en seco se describe
de forma típica en términos de gramos de hilo por cámara de hilado
por hora y está relacionada con la velocidad de devanado, los
deniers de hilo y filamento y con el número de hilos por cámara de
hilado. Tales parámetros, sin embargo, están limitados por el
volumen y disolvente usados en la solución de polímero y la
velocidad de evaporación del disolvente a través de la superficie de
cada filamento. La velocidad de evaporación, en cambio, está
relacionada con el denier del filamento y con el número de
filamentos dentro de la cámara de hilado. Por ejemplo, un aumento en
denier del filamento, manteniendo el denier total del hilo,
significa una reducción en el área superficial del filamento y una
menor velocidad de evaporación del disolvente. La velocidad de
devanado se debe reducir en tales casos dejando suficiente tiempo
para que el disolvente se evapore dentro de la cámara de hilado. Por
tanto, a más filamentos en una cámara de hilado, mayores volúmenes
de gas y vapor de disolvente que se deben manipular. Altos volúmenes
de gas inducen turbulencia que reduce la uniformidad de la fibra,
continuidad del proceso y productividad. Además el volumen de
disolvente usado y su velocidad de evaporación desde los filamentos
pueden afectar a las propiedades físicas de la fibra de spandex
tales como tenacidad.
Se ha reconocido desde hace tiempo que si la
cantidad de disolvente usada en el hilado en seco se pudiese
reducir (es decir, usar una solución de polímero con un mayor
porcentaje en sólidos), la productividad de hilado mejoraría debido
a que se evaporaría menos disolvente desde los filamentos. Sin
embargo, ha sido imposible una solución de polímero adecuada para
producción de hilo de spandex que contenga un máximo de sólo
aproximadamente 37 por ciento en sólidos. Durante años han
resultado comercialmente infructuosos los intentos de preparar
soluciones de polímero más concentradas debido a que la
poliuretanourea es insoluble en DMAc por encima de aproximadamente
37 por ciento en peso. Pueden existir soluciones de polímero que
contengan más de 37 por ciento en sólidos, inicialmente, pero tales
soluciones son inestables y rápidamente se vuelven viscosas hasta
que superan la capacidad de manipulación del equipo de proceso o
forman geles y comienzan a ser insolubles. Incluso en tales casos,
cuando los fabricantes fueron realmente capaces de producir spandex
a partir de soluciones de polímero con alto contenido en sólidos,
la productividad fue baja y la fibra presentaba propiedades
inaceptablemente malas.
Para ser comercialmente aceptable, la fibra de
spandex debe cumplir ciertas propiedades reconocidas en la
industria. Aunque puedan existir pequeños mercados para spandex que
no cumpla estas propiedades, tales aplicaciones nicho son bastante
limitadas. Estas propiedades son apreciadas por los expertos en la
técnica e incluyen, por ejemplo, para spandex de 40 denier: VI
mayor de 0,95 dl/g; tenacidad de al menos 35 g; poder de carga (LP)
inferior a 7 g; poder de descarga (UP) al menos 0,9 g; y un
coeficiente de variación de denier (VCD) inferior a 15.
El documento WO2004/099282 describe una
poliuretanourea que, antes del hilado tiene una VI que varía de 0,65
a 0,90 dg/l, un contenido de amina primaria de 25 a 65 meq/kg y que
se prepara a partir de una reacción de glicol polimérico, una
mezcla de diisocianato que comprende al menos aproximadamente 78 por
ciento en moles de 4,4'-MDI y al menos
aproximadamente 5 por ciento en moles de 2,4'-MDI;
al menos un extensor de cadena; y al menos un terminador de cadena
de amina.
Los expertos en la técnica apreciarán que las
propiedades para spandex comercialmente aceptable variarán con el
denier de modo que la anterior ilustración de spandex comercialmente
aceptable "de 40 denier" no se considerará que limita la
presente invención respecto a cualquiera de estas propiedades o a
spandex de 40 denier. La presente invención incluye spandex
comercialmente aceptable de otros deniers que tendrían las
propiedades anteriormente establecidas si se preparasen a 40
denier. De acuerdo con lo anterior la referencia en esta invención a
propiedades de spandex a 40 denier incluye spandex de diferentes
denier que tendrían la propiedad citada si se prepara a 40
denier.
Se describe un procedimiento de preparación de
una poliuretanourea que, antes del hilado, presenta una VI de
aproximadamente 0,65 a aproximadamente 1,0 dl/g y un contenido en
amina primaria de aproximadamente 25 a aproximadamente 70
miliequivalentes de NH_{2} por kilogramo de sólidos poliméricos
(meq/kg), y se prepara poniendo en contacto al menos un glicol
polimérico con una mezcla de diisocianato que comprende al menos
aproximadamente 78 moles por ciento de 4,4'-MDI y
al menos aproximadamente 5 moles por ciento de
2,4'-MDI, al menos un extensor de cadena, y al
menos un terminador de cadena de amina.
También se describen procedimientos para la
preparación de un polímero de poliuretanourea que, antes del hilado,
presenta una VI de aproximadamente 0,65 a aproximadamente 1,0 dl/g
y un contenido en amina primaria de aproximadamente 25 a
aproximadamente 70 miliequivalentes de NH_{2} por kilogramo de
sólidos poliméricos (meq/kg).
La presente invención proporciona spandex teñida
que presenta un contenido de amina primaria en forma hilada de al
menos aproximadamente 5 meq/kg que se prepara a partir de la
poliuretanourea descrita anteriormente. La presente invención
también proporciona spandex que presenta un contenido en amina
primaria desgomada de al menos aproximadamente 3 meq/kg que se
preparar a partir de la poliuretanourea descrita anteriormente.
La presente invención proporciona además spandex
teñida, en el que el contenido de amina primaria de hilo en forma
hilada es al menos aproximadamente 5 meq/kg, que cuando se tiñe
presenta una luminosidad de tonalidad del color \DeltaL mejorada
(tomado como un valor absoluto) de al menos aproximadamente 3,0 en
la escala de color CIELAB. La presente invención también
proporciona spandex, sustancialmente libre de potenciadores de
tinte, que presenta un contenido de amina primaria de hilo desgomado
de al menos aproximadamente 3 meq/kg, que cuando se tiñe presenta
una luminosidad de tonalidad del color \DeltaL mejorada (tomado
como un valor absoluto) de al menos aproximadamente 3,0 en la
escala de color CIELAB. Se determinaron los valores de luminosidad
de tonalidad del color L mediante espectrocolorimetría por
comparación con la luminosidad de tonalidad del color L de spandex
de la invención de modo que el spandex presenta un contenido en
amina primara en forma hilada inferior a aproximadamente
3 meq/kg.
3 meq/kg.
La presente invención también proporciona una
tela, así como también una prenda de vestir que comprende la tela,
que comprende el spandex de la invención y al menos una fibra
seleccionada del grupo constituido por fibras de proteína,
celulósicas y de polímero sintéticas, o una combinaciones de estos
miembros.
Un proceso de fabricación de spandex comprende
las etapas de preparar en primer lugar una poliuretanourea muy
soluble que presente una VI deseable (es decir, extremos totales) y
un contenido de amina primaria deseable (es decir, extremos
extensores de cadena), y luego preparar una solución de polímero que
comprende dicha poliuretanourea en más de 38 por ciento en peso. Se
pueden preparar filamentos de spandex comercialmente aceptables a
partir de esta solución de polímero a velocidades que superan
significativamente las velocidades convencionalmente usadas con
soluciones del 37 o menos por ciento en peso.
Se puede preparar una poliuretanourea de la
presente invención a partir de: al menos un glicol polimérico
seleccionado del grupo consistente en polieterglicoles y
poliesterglicoles; una mezcla de diisocianato que comprende al
menos aproximadamente 78 moles por ciento de
4,4'-MDI y al menos aproximadamente 5 moles por
ciento de 2,4'-MDI; al menos un extensor de cadena;
y al menos un terminador de cadena de amina; donde la relación de
moles de (a) a (b), conocida como la "relación de bloqueo"
(CR.) está entre aproximadamente 1:1,5 y aproximadamente 1:2, por
ejemplo entre aproximadamente 1:1,6 y aproximadamente 1:1,8, o entre
aproximadamente 1:1,65 y aproximadamente 1:1,75; donde
adicionalmente, el al menos un extensor de cadena (c) y el al menos
un terminador de cadena de amina (d) están presentes en cantidades
tales que la poliuretanourea, antes de hilarse, presenta una VI
inferior a 1,0 con un contenido de amina primaria entre
aproximadamente 25 y aproximadamente 70 meq/kg.
Los polieterglicoles adecuados para uso en la
presente invención tienen pesos moleculares promedio en número de
aproximadamente 1500 a aproximadamente 4000, por ejemplo de
aproximadamente 1600 a aproximadamente 2500, o de aproximadamente
1800 a aproximadamente 2000. Polieterglicoles útiles incluyen, pero
sin quedar limitados a los mismos, polietileneterglicol,
politrimetileneterglicol, politetrametileneterglicol,
politetrametilen-co-2-metil-tetrametileneterglicol,
politetrametilen-co-etilenglicol, y
mezclas de los mismos. TERATHANE® 1800 (disponible de Invista S. à
r. l.) es un politetrametileneterglicol ejemplo.
Poliesterglicoles útiles incluyen, pero sin
quedar limitados a los mismos, copoli(adipato de
etileno-butileno)diol,
poli(dodecanoato de
2,2-dimetilpropileno)diol, producto de
reacción terminado con hidroxi de dioles tales como etilenglicol,
1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol,
1,6-hexanodiol,
2,2-dimetil-1,3-propanodiol,
3-metil-1,5-pentanodiol,
y mezclas de los mismos.
Se usa una mezcla de diisocianatos para preparar
la poliuretanourea de la presente invención. Un componente de la
mezcla de diisocianato es 4,4'-MDI presente en al
menos aproximadamente 78 por ciento en moles, por ejemplo de
aproximadamente 80 a aproximadamente 95 por ciento en moles, o de
aproximadamente 83 a aproximadamente 91 por ciento en moles. Un
segundo componente de la mezcla de diisocianato es
2,4'-MDI presente en al menos 5 por ciento en
moles, por ejemplo, de aproximadamente 7 a aproximadamente 20 por
ciento en moles, o de aproximadamente 9 a aproximadamente 17 por
ciento en moles. Se prefiere que haya menos de 1 por ciento en moles
de 2,2'-MDI en la mezcla de diisocianatos.
De forma opcional, se podrían usar otros
isocianatos en combinación con 4,4'-MDI y
2,4'-MDI, tales como 2,2'- y
2,4'-toluenodiisocianato.
En la preparación del glicol bloqueado, se puede
añadir la mezcla de diisocianato toda de una vez o en dos o más
etapas y en cualquier orden. Si se desea se pueden usar dilaurato de
dibutilestaño, octoato estañoso, ácidos minerales, aminas
terciarias tales como trietilamina,
N,N'-dimetilpiperazina, y similares, y otros
catalizadores conocidos para ayudar en la etapa de bloqueo. El
glicol bloqueado se añade luego a un disolvente adecuado tal como
DMAc, DMF, DMSO, N-metilpirrolidinona (NMP), y
similares, incluyendo mezclas. DMAc es un disolvente ejemplo.
Se puede usar un extensor de cadena simple o una
mezcla de extensores de cadena para preparar la poliuretanourea de
la presente invención a partir del glicol bloqueado. Se pueden usar
etilendiamina (EDA) como extensor de cadena único. Si se usa una
mezcla de extensores de cadena, la mezcla puede comprender al menos
aproximadamente 90 por ciento en moles de EDA como extensor de
cadena primario e incluir adicionalmente uno o más extensores de
cadena secundarios. Ejemplos de extensores de cadena secundaria
incluyen:
2-metil-1,5-pentanodiamina
(MPMD, comercialmente disponible como DITEK® A (disponible de
Invista S. à r. l), 1,2-propanodiamina (PDA),
1,3-butanodiamina,
1,4-butanodiamina,
1,3-diamino-2,2-dimetilbutano,
1,6-hexanodiamina,
1,3-propanodiamina,
N-metilaminobis(3-propilamina)
2-metil-1,5-pentanodiamina,
1,5-diaminopentano,
1,4-ciclohexanodiamina,
1,3-diamino-4-metilciclohexano,
1,3-ciclohexanodiamina,
1,1'-metilen-bis(4,4'-diaminohexano),
1,3-diaminopentano, piperazina,
ciclohexilen-1,3-diamina
(m-fenilendiamina hidrogenerada), isoforondiamina,
1,4-diamino-2-metilpiperazina,
1,4-diamino-2,5-dimetilpiperazina
y metil bispropilamina; y mezclas de los mismos. De la lista de
extensores de cadena secundarios son típicos MPMD y PDA.
Terminadores de cadena adecuados incluyen aminas
secundarias, por ejemplo, dietilenamina (DEA), diisopropilamina,
piperidina, dibutilamina y mezclas de los mismos.
De forma opcional se pueden usar un
"ramificador de cadena" trifuncional tal como dietilentriamina
(DETA) para ayudar a controlar la estabilidad de la viscosidad de
la solución. Bajos niveles de DETA son efectivos en la reducción de
la velocidad de aumento de la viscosidad de la solución mientras se
mantienen las propiedades deseables de la fibra.
En la preparación de la poliuretanourea de la
presente invención, el extensor de cadena y los terminadores de
cadena, y de forma opcional el ramificador de cadena, se pueden
añadir todos de una vez o en dos o más etapas. Por ejemplo,
el(los) extensor(es) de cadena, terminador(es)
de cadena y de forma opcional el ramificador de cadena se pueden
disolver en un disolvente adecuado, como se definió anteriormente.
DMAc es un ejemplo de un disolvente adecuado.
Se puede usar también una cantidad efectiva de
una diversidad de aditivos en el spandex de la invención, procurando
que no vaya en detrimento de los aspectos beneficiosos de la
invención. Ejemplos incluyen deslustrantes tales como dióxido de
titanio y estabilizadores tales como hidrotalcita, mezclas de
huntita e hidromagnesita (por ejemplo de 0,2 a 5 por ciento en peso
en base a la poliuretanourea), sulfato de bario, fenoles
estéricamente impedidos y óxido de cinc, tintes y mejoradores de
tinte, agentes antimicrobianos, agentes antipegajosidad, aceite de
silicona, fotoestabilizadores de amina estéricamente impedida,
tamizadores de radiación UV y similares.
Para conseguir los beneficios de la presente
invención, la solución de polímero que se ha hilado en seco en
spandex debería presentar un porcentaje de contenido en sólidos
mayor que 38 y menor que 50 por ciento en peso, por ejemplo, entre
aproximadamente 40 y aproximadamente 48 por ciento en peso, o de
aproximadamente 40 a aproximadamente 45 por ciento en peso.
Una realización de la invención es que la
viscosidad intrínseca de la poliuretanourea, antes del hilado ("VI
pre-hilado"), sea inferior a la VI de la fibra
de spandex comercialmente aceptable. La VI antes del hilado debería
estar entre aproximadamente 0,65 y aproximadamente 1,0 dl/g.
Otra realización de la invención es que la
cantidad de extremos de extensor de cadena en la solución de
poliuretanourea (expresada como contenido de amina primaria), antes
del hilado, sea de aproximadamente 25 a aproximadamente 70
meq/kg.
En una realización adicional de la invención, la
productividad de producción de spandex comercial se puede ver
aumentada de forma drástica al mismo tiempo que se usa
simultáneamente menos disolvente, menos gas, y menos energía. De
forma adicional, el producto es más consistente, medido por el
coeficiente de variación de denier, y genera menos residuo.
Una realización adicional de la invención es
fibra de spandex teñida que, en forma hilada, presenta un contenido
en amina primaria de al menos aproximadamente 5 meq/kg. La fibra de
spandex presenta buena capacidad de teñido, así como también
solidez del color. Estas características se obtienen sin el efecto
de aditivos químicos auxiliares convencionales tales como
mejoradores de tinte, por ejemplo, 0,5% en peso de Methacrol® 2462.
Aunque el spandex puede contener aditivos convencionales, la
capacidad de teñido y solidez del color no son debidas a tales
aditivos, como se demuestra con la comparación con muestras con
cargas similares de los mismos aditivos. El spandex de la invención
se considera "sustancialmente libre" de aditivos convencionales
tales como potenciadores de tinte en tanto que la carga
convencional de aditivos aplicados no conduce a la capacidad de
teñido y solidez de color mejoradas obtenidas. En otras palabras,
la concentración de potenciador de tinte en el spandex es
insuficiente para explicar la mejora observada ya que, en la
actualidad, se entiende la química de spandex y potenciadores de
tinte. Un spandex de la invención puede contener menos de 5% en peso
de potenciadores de tinte, por ejemplo, menos de 1% en peso o menos
de 0,7% en peso.
El spandex teñido de la invención se puede usar
sólo o en combinación con otras fibras distintas en tejidos, de
punto por trama (incluyendo plana y circular), de punto por
urdimbre, y elementos de higiene personal tales como pañales. El
spandex puede ser liso, recubierto o enredado con una fibra de
compañía, por ejemplo nailon, poliéster, acetato, algodón y
similares.
Aún otra realización de la invención se trata de
las telas que comprenden el spandex teñido de la invención. Las
telas que comprenden el spandex de la invención pueden comprender
también al menos una fibra seleccionada del grupo constituido por
fibras de proteína, celulósicas y poliméricas sintéticas, o una
combinación de estos miembros. Tal como se usa en la presente
invención, "fibra de proteína" significa una fibra compuesta
por proteína, incluyendo fibras animales de origen natural como
lana, seda, mohair, cashmere, alpaca, angora, vicuna, camello, y
otras fibras de pelo y piel. Tal como se usa en la presente
invención, "fibra celulósica" significa una fibra producida de
materiales de árboles o plantas, incluyendo, por ejemplo, algodón,
rayón, acetato, liocell, lino, ramio, y otras fibras vegetales. Tal
como se usa en la presente invención "fibra polimérica
sintética" significa una fibra fabricada producida a partir de un
polímero constituido por elementos o compuestos químicos,
incluyendo, por ejemplo, poliéster, poliamida, acrílico, spandex,
poliolefina y aramida. La capacidad de teñido y solidez del color
del spandex reduce el grado de "grin through" (reducción del
color causada por el estiramiento) indeseable que puede mostrar el
spandex cuando se combina con otras fibras.
Las telas que comprenden spandex pueden tener un
contenido en spandex de aproximadamente 0,5% en peso a
aproximadamente 40% en peso, en base al peso de la tela. Por
ejemplo, telas tejidas que comprenden spandex pueden contener de
aproximadamente 0,5% en peso a aproximadamente 40% en peso de
spandex, las prendas de punto circulares que comprenden spandex
pueden contener de aproximadamente 2% en peso a aproximadamente 25%
en peso de spandex, medias que comprenden spandex puede comprender
de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 40% en peso, tela
tipo raschel que comprende spandex puede contener de aproximadamente
10% en peso a aproximadamente 40% en peso de spandex y las telas
tricotadas de punto por urdimbre pueden contener de aproximadamente
14% en peso a aproximadamente 22% en peso de spandex. Para una tela
tricotada de punto por urdimbre, la fuerza de recuperación de la
tela a una extensión del 50% en la dirección de la urdimbre puede
ser de aproximadamente 0,2 kg a aproximadamente 0,5 kg.
El spandex teñido o la tela que lo comprende se
puede teñir e imprimir por teñido y procedimientos de impresión
habituales, tales como a partir de un licor de tinte acuoso por el
procedimiento por agotamiento a temperaturas que varían de 20ºC a
130ºC, curtiendo el material que comprende el spandex con los
licores de tinte, o pulverizando el material que comprende el
spandex con el licor de tinte.
Se pueden seguir los procedimientos
convencionales cuando se usa un tinte ácido. Por ejemplo, en el
procedimiento de teñido por agotamiento, la tela se puede
introducir en un baño de tinte acuoso que tiene un pH entre 3 y 9,
que se calienta luego en fase estacionaria desde una temperatura de
aproximadamente 20ºC a una temperatura de 40-130ºC
durante el curso de aproximadamente 10-80 minutos.
El baño de tinte y la tela se mantienen luego a temperatura en el
intervalo de 40-130ºC durante 10-60
minutos antes de enfriar. Se aclara luego de la tela el tinte no
fijado. Las propiedades de estiramiento y recuperación del spandex
se mantienen mejor con un tiempo de exposición mínimo a
temperaturas por encima de 110ºC.
Se pueden obtener grandes rendimientos de color,
resistencia de color y un grado de uniformidad del tinte para el
spandex o la tela que lo comprende cuando esta se tiñe con tintes de
nivelación no metalizados ácidos (peso molecular relativo de
250-950) aplicados en condiciones ácidas a
ligeramente alcalinas, tintes premetalizados que contienen un átomo
de metal, por ejemplo, cromo o cobalto, aplicados en condiciones
ácidas o ligeramente alcalinas, y tintes reactivos aplicados en
condiciones ácidas, neutras o ligeramente alcalinas de pH
4-9 en aplicaciones por agotamiento o con tampón.
En general el spandex de la invención se puede teñir con tintes
reactivos que se usan de forma convencional para teñir hilos de
poliamida o lana que contienen grupos terminales amino. Se pueden
aplicar tintes directos en condiciones de teñido ácidas o
neutras.
Las propiedades de resistencia al lavado del
spandex se pueden reforzar y mejorar adicionalmente con uso de
aditivos químicos auxiliares habituales. Se pueden usar sintanos
aniónicos para mejorar las características de resistencia a la
humedad, y se pueden usar también como agentes retardantes y de
bloqueo cuando se requiere un reparto mínimo del tinte entre el
spandex y el hilo asociado. Aceite sulfonado aniónico es un aditivo
auxiliar usado para retardar tintes aniónicos en spandex o fibras
asociadas que tienen una afinidad más fuerte por el tinte cuando se
requiere teñido a nivel uniforme. Se pueden usar agentes de fijación
catiónicos solos o en combinación con agentes de fijación aniónicos
para reforzar la resistencia al lavado mejorada.
Una realización adicional de la invención es las
prendas de vestir que comprenden tela que comprende el spandex
teñido de la invención. Por "prenda de vestir" se entiende un
artículo de vestir tal como una chaqueta, abrigo, camisa, camiseta,
pantalones, ropa deportiva, traje de baño, sujetadores, calcetines o
ropa interior, y también incluye accesorios tales como cinturones,
guantes, manoplas, sombreros, géneros de punto o calzado.
Los siguientes ejemplos demuestran el hilado con
gran contenido en sólidos y alta productividad de spandex. Ejemplos
adicionales muestran las características de la fibra de spandex, y
las características de telas que comprenden la fibra de spandex. Se
pretende que estos ejemplos sean ilustrativos de la presente
invención.
\newpage
Se prepararon los polímeros de poliuretanourea
en los ejemplos de acuerdo con el siguiente procedimiento general.
Se mezcló un exceso estequiométrico de la mezcla de diisocianato con
un glicol polimérico y se calentó hasta aproximadamente 90ºC
durante 2 horas. La mezcla de glicol bloqueado resultante contenía
glicol polimérico terminado con isocianato y diisocianato residual
sin reaccionar. Se dejó que la reacción continuase hasta que el
porcentaje en peso de isocianato medido (% de NCO) estuviese en casi
concordancia con valores teóricos basados en reacción de todos los
grupos glicolhidroxilo con isocianato. El glicol bloqueado
resultante se disolvió luego completamente en DMAc a
aproximadamente 45ºC con alto esfuerzo de cizalla. Se puso en
contacto la solución de glicol bloqueado, con alto esfuerzo de
cizalla, con una solución de DMAc que contenía el(los)
extensores de cadena y terminador(es) de cadena apropiados.
Se analizó la solución de polímero resultante en cuanto a
porcentaje en peso de sólidos, concentración de extremos extensores
de cadena, contenido de amina primaria y viscosidad intrínseca
antes del hilado. Algunas soluciones de polímero se analizaron
también para determinar la viscosidad con caída de bola a 40ºC. Se
añadió una solución de aditivo para proporcionar la fibra final con
1,5 por ciento en peso de CYANOX® 1790
(1,3,5-tris(4-t-butil-3-hidroxi-2,6-dimetil-bencil)-1,3,5-triazin-2,4,6-(1H,3H,5H)triona,
disponible de Cytec Industries), 0,5 por ciento en peso de
METHACROL® 2462 (disponible de E.I. DuPont de Nemours and Company),
y 0,6 por ciento en peso de aceite de silicona polidimetilsiloxano.
Para algunos ejemplos se añadió también 0,3% en peso de dióxido de
titanio (TiPure Type R706, disponible de E.I. DuPont de Nemours and
Company) y 4,0% en peso de una mezcla física de huntita y partículas
de hidromagnesita mineral (disponible de Minelco Specialties Ltd.),
como se describe en la patente de Estados Unidos nº 5.626.960 (que
se incorpora en la presente invención como referencia). A
continuación, la solución de polímero se hiló en seco en DMAc en
una columna en la que se introdujo una corriente de nitrógeno
calentada. Se sometieron a coalescencia los filamentos de spandex
resultantes, se aplicó un apresto de hilado y se enrolló la fibra en
un paquete.
Las mezclas de diisocianato usadas en los
ejemplos se prepararon mezclando ISONATE® MDR (Dow Chemical Co.) y
MONDUR® ML (Bayer AG) o Lupranate® MI (BASF Corporation) en
proporciones apropiadas para obtener los niveles deseados de
2,4'-MDI. ISONATE® MDR es 4,4'-MDI
que contiene una pequeña cantidad de 2,4'-MDI
(aprox. 1,9%). MONDUR® ML es una mezcla de 4,4'-MDI
(aprox. 53,2%), 2,4'-MDI (aprox. 44,9%) y
2,2'-MDI (aprox. 2,2%). Lupranate® MI es una mezcla
de 4,4'-MDI (aprox. 51,2%), 2,4'-MDI
(aprox. 47,4%), y 2,2'-MDI (aprox. 1,4%).
El polieterglicol usado en los ejemplos fue
TERATHANE® 1800 (Invista S. à r. l.) un politetrametileneterglicol
que presenta un peso molecular promedio en número de 1800. El
extensor de cadena fue EDA o una mezcla de EDA y MPMD (DYTEK®A,
disponible de Invista S. à r. l).
Se determinaron las concentraciones de isómeros
de MDI en los materiales de partida por análisis de cromatografía
de gases usando una columna capilar DB-1701 de 15
metros, programada de 150-230ºC a 8 grados/min tras
un tiempo de retención inicial de 2 min.
Se determinó la viscosidad intrínseca (VI) de la
poliuretanourea mediante comparación de la viscosidad de una
solución diluida del polímero en DMAc con la del DMAc propiamente a
25ºC (procedimiento de "viscosidad relativa") en un tubo de
viscosímetro Cannon-Fenske convencional de acuerdo
con la norma ASTM D2515 y se expresa como dl/g. Se determinó la
viscosidad intrínseca del hilo hilado de forma similar tras la
retirar el apresto del hilo.
Se llevó a cabo el análisis de sólidos en la
solución de polímero que comprende poliuretanourea usando un
analizador de sólidos por microondas (CEM AVC 80). El tamaño de la
muestra fue de 2-3 gramos.
Se determinó el número de extremos extensores de
cadena (EEC) mediante dilución de la solución de polímero en DMAc
seguido de valoración potenciométrica para determinar el contenido
de amina. Este procedimiento determina los extremos de amina total
en solución, algunos de ellos se encuentran en la cadena de polímero
y algunos de ellos son aminas primarias y secundarias en
solución.
Se determinó el número de extremos de amina
primaria en la cadena de polímero mediante disolución de una muestra
de la película de polímero en DMAc y valoración para determinar el
contenido de amina primaria con ácido metanosulfónico usando azul
de bromofenol como indicador. En las Tablas "extremos de amina
primaria" se abrevia como "EAP".
El número de extremos de amina primaria en el
hilo "en forma hilada" se determinó por humedecimiento de una
muestra de hilo en acetona durante 4 horas a temperatura ambiente
para eliminar el apresto, se dejó secar el hilo al aire durante la
noche a temperatura ambiente, se cortó el hilo en piezas de
aproximadamente 0,25 pulgadas (0,64 cm) de longitud, luego se
disolvió el hilo en DMAc y se valoró el contenido de amina primaria
con ácido metanosulfónico usando azul de bromofenol como
indicador.
\newpage
El número de extremos de amina primaria en el
hilo "desgomado" se determinó de forma similar, excepto en que
el hilo sin apresto seco se dispuso en agua en ebullición durante 30
minutos y se dejó secar al aire durante la noche antes de ser
cortado en piezas y tratado como se describió anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
El número de extremos de dietilurea (DEU) de la
cadena de polímero se calculó de acuerdo con la siguiente
ecuación:
A = B *
Eq_{NCO}/Eq_{A}
donde
A es la concentración de grupos en extremo de
polímero de dialquilurea en meq/kg de polímero,
B es la concentración total de
terminador(es) de cadena de dialquilamina añadidos al
receptor polimérico en meq/kg de polímero,
Eq_{NCO} es los equivalentes de isocianato en
el glicol bloqueado en el la fórmula del polímero, y
Eq_{A} es la suma total de equivalentes de
aminas en la fórmula del polímero, como se define adicionalmente a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
La cantidad B se calculó como sigue:
B = \Sigma
[(P_{term} * 1 eq/mol * 1000
meq/eq)/PM_{term}/P_{total}]
donde
P_{term} es el peso en gramos de terminador de
cadena añadido,
PM_{term} es el peso molecular en gramos por
mol del terminador de cadena añadido, y
P_{total} es el peso total en kilogramos de
ingredientes poliméricos excluyendo el disolvente.
\vskip1.000000\baselineskip
El valor de Eq_{NCO} se calculó como
sigue:
Eq_{NCO} =
P_{CG} * (% de NCO/100) * 1
eq/mol/PM_{NCO}
donde
P_{CG} es el peso en gramos de glicol
bloqueado,
% de NCO es el porcentaje de isocianato del
glicol bloqueado, y
PM_{NCO} es el peso molecular de NCO en gramos
por mol.
\vskip1.000000\baselineskip
El valor de Eq_{A} se calculó como sigue:
Eq_{A} =
\Sigma (P_{A} *
eq/mol_{A}/PM_{A})
donde
P_{A} es el peso en gramos de la amina
añadida,
eq/mol A es el número de equivalentes de amina
por mol de la amina añadida, y
PM_{A} es el peso molecular en gramos por mol
de la amina añadida.
\newpage
Sumando conjuntamente el número de extremos de
amina primaria en la cadena de polímero y el número de extremos de
dietilurea en la cadena de polímero se determina el número total de
extremos en la cadena de polímero. Esto no incluye un número
relativamente pequeño de extremos de polímero no reactivos
("extremos muertos"), o aquellos pocos extremos de urea y/o
amina que pueden venir de las impurezas de amina presentes en
el
disolvente.
disolvente.
Para medir la variación del coeficiente de
denier (VCD), se retiraron los 50 primeros metros de fibra en la
superficie de un paquete de spandex enrollado de modo que se
evitasen los defectos resultantes de daños por manipula-
ción.
ción.
Se retiró entonces spandex durante 130 segundos
del paquete usando un desenrollador y se alimentó a través de un
tensiómetro que comprende una chaveta cerámica piezoeléctrica. La
circunferencia del desenrollador era 50% mayor que la
circunferencia del rollo de alimentación, y los rodillos de
alimentación y desenrollador rotaban a las mismas rpm, de modo que
la fibra de poliuretano se estiró hasta el 50% de elongación en el
tensiómetro. El tensiómetro midió la tensión cuando el spandex se
alimentaba con los rodillos. La desviación estándar de la tensión
fue dividida por la tensión media para obtener el coeficiente de
variación ya que el denier es directamente proporcionar a la
tensión. La VCD es independiente de las unidades de densidad lineal
usadas (denier vs. decitex), y un baja VCD indica gran uniformidad
de fibra.
Se determinó el porcentaje de isocianato (% de
NCO) de los glicoles bloqueados de acuerdo con el procedimiento de
S. Siggia, "Quantitative Organic Analysis via Functional
Group", 3ª edición, Wiley & Sons, Nueva York, páginas
559-561 (1963) usando una valoración
potenciométrica.
La resistencia y propiedades elásticas del
spandex se midieron de acuerdo con el procedimiento general de la
norma ASTM D 2731-72. Se usaron tres filamentos, una
longitud de calibre de 2 pulgadas (5 cm) y ciclos de elongación de
cero a 300% para cada una de las medidas "como tal" del
enrollamiento, esto es, sin descrudado u otro tratamiento, después
de 24 horas de envejecimiento a aproximadamente 70ºF (21,1ºC) y 65%
de humedad relativa (+/- 2%) en un ambiente controlado. Se
sometieron las muestras a ciclos cinco veces con una tasa de
elongación constante de 50 cm por minuto y luego se mantuvieron a
300% de extensión durante 30 segundos después de la quinta
extensión. Se midió la energía de carga, la tensión en spandex
durante la extensión inicial en el primer ciclo a 200% de
extensión y se indica en las Tablas en gramos y se designa
"EC". Se facilita también la energía de descarga, en gramos,
la tensión a una extensión de 200% en el quinto ciclo de descarga;
se designa como "ED". Se midieron el porcentaje de elongación
en la ruptura ("Er") y la tenacidad en el sexto ciclo de
extensión usando mordazas Instron modificadas a las que se unió una
cinta de caucho para reducir el deslizamiento. Se midió también la
deformación permanente porcentual en muestras que se habían sometido
a cinco ciclos de elongación/relajación de 0 a 300%. Se calculó el
porcentaje ("% DP") como:
% DP =
100(Lf -
Lo)ILo
donde Lo y Lf son la
longitud del filamento (hilo), cuando se mantiene recto sin tensión,
antes y después de los cinco ciclos de elongación/relajación,
respectivamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Se determinó la viscosidad de la solución de
poliuretanourea de acuerdo con el procedimiento general de la norma
ASTM D1343-69 con un viscosímetro de caída de bola
modelo DV-8 (Duratech Corp., Waynesboro, Va.),
funcionando a 40ºC y se indica en poises. La mayor viscosidad de
solución que se podría medir usando este instrumento era de 35.000
poises.
Se valoró la retención de blancura de la fibra
de spandex determinando la cantidad de descoloración producida tras
exposición de la fibra a calor, luz ultravioleta, humos de
combustión o humos de NO_{2}. En la preparación para determinar
el efecto de estos factores ambientales en el spandex, se enrolló la
fibra a baja tensión en cardas de aluminio de 8 cm x 11 cm x 0,2 cm
para formar una capa de 3-4 milímetros de espesor.
Se sumergieron las cardas enrolladas en agua que contenía 1,5 g/l
de Supralate® EP (un detergente de sulfato comercializado por Witco
Corp.) y 1,5 g/l de pirofosfato de sodio, y se calentó el baño hasta
ebullición durante 30 minutos (descrudado). Se aclararon luego las
cardas con agua desionizada y se dejó secar al aire durante la
noche.
La descoloración de la fibra se manifiesta
normalmente en un aumento no deseable del amarilleamiento, de modo
que se midieron los valores de la escala "b" de Hunter
(amarillez-azul) de la fibra sobre las cardas con
un colorímetro modelo SF-300 de SpectraFlash®
(disponible de Datacolor International, calibrado frente a las
placas de referencia patrón del fabricante) y se registró como el
"valor b" inicial. Se determinaron los efectos de todos los
ensayos de exposición por medio de medidas del grado de
descoloración sufrida por las muestras de ensayo como un resultado
de la exposición. Se midió la descoloración como un cambio en el
valor "b" (es decir, "\Deltab") por medio de
colorimetría diferencial. Se expusieron muestras como se describió
anteriormente hasta que el valor de \Deltab estaba entre 2 y 12;
este nivel de cambio requirió de forma típica que las muestras
sufrieran al menos 2 ó 3 ciclos de exposición. Se trataron muestras
de control de forma similar. Bajos valores de \Deltab indican que
el ensayo generó poca descoloración en la
fibra.
fibra.
Se llevaron a cabo ensayos de degradación
térmica (expresado como "térmicos" en la Tabla siguiente) en
una estufa en la que se expusieron las muestras a aire a 190ºC
durante ciclos de 15 minutos. Para la exposición a la luz
ultravioleta (expresado como "UV" en la Tabla siguiente) se
llevaron a cabo ensayos en un "equipo medidor de condiciones
climáticas" Atlas Series C, fabricado por Atlas Electric Devices
Co. de Chicago, Ul. En el equipo medidor de condiciones climáticas
se expusieron las muestras durante ciclos de 3 horas a una luz de
xenon que presenta un espectro que recuerda al de la luz solar. Los
ensayos en los que se expusieron las muestras a humos de combustión
(expresados como "humo" en la Tabla siguiente) se llevaron a
cabo de forma similar al procedimiento de ensayo
23-1962 de la AATCC (American Association of Textile
Chemists and Colorists) usando una cámara de humo atmosférica
modelo 8727 fabricada por United States Testing Company, Inc. La
cámara fue alimentada con gases de combustión generados por
combustión de propano (Roberts Oxygen Co, Inc.) con un mechero
Bunsen regulado para dar una llama predominantemente azul. La altura
de la llama fue tal que la temperatura en la cámara se mantuvo
entre 57 y 63ºC. La duración de la exposición de la muestra fue de
18 horas por ciclo. Para la exposición a gas se usó NO_{2}
(expresado como "NO_{2}" en la Tabla siguiente). La
temperatura y humedad relativa se mantuvieron en o cerca de las
condiciones ambientales, y se expusieron las muestras durante 9
horas por ciclo. Se suministró aire a la cámara que contiene
aproximadamente 1000 ppm de NO_{2} a una velocidad de
aproximadamente 3 litros/minuto.
Para medir la eficiencia de termofijado, las
muestras de hilo se montaron en un marco de 10 cm y se estiraron
1,5 veces. Se dispuso el marco (con muestra) horizontalmente en una
estufa precalentada a 190ºC durante 120 segundos. Se dejaron
relajarse las muestras y se enfrió el marco hasta temperatura
ambiente. Se sumergieron luego las muestras (aún sobre el marco y
en relajación) en agua en ebullición desmineralizada durante 30
minutos. Se retiraron el marco y las muestras del baño y se dejaron
secar. Se midió la longitud de las muestras de hilo y se calculó
eficiencia de termofijado (ETF, como un porcentaje) de acuerdo con
la siguiente fórmula:
%ETF =
(longitud termofijado - longitud original)/(longitud estirada -
longitud
original)
Se necesita una eficiencia de termofijado de
spandex de al menos aproximadamente 85% a 175ºC para su uso con
telas que contienen spandex y algodón o lana. De forma similar se
puede conseguir eficiencia de termofijado a 190ºC para uso con
fibras duras tales como nailon.
Se determina la deformación por
calor-humedad (DCH) mediante medida de una longitud
original, L_{0}, de una hilo, estiramiento del mismo una vez y
media su longitud original (1,5 L_{0}), inmersión del mismo en su
estado estirado durante 30 minutos en un baño de agua mantenido a
temperatura en el intervalo de 97 a 100ºC, retirándolo del baño,
liberando la tensión y dejando que la muestra se relaje a
temperatura ambiente durante un mínimo de 60 minutos antes de medir
la longitud final, L_{f}. Se calcula la deformación por
calor-humedad en porcentaje con la fórmula:
% DCH = 100 x
[(L_{f} -
L_{0})/L_{0}]
Las fibras con bajo % de DCH proporcionan un
mejor rendimiento en operaciones de apresto con
calor-humedad, tales como teñido.
Para medir la resistencia de spandex a
degradación inducida por cloro, se sometió un lazo de 9 cm de largo
de de spandex de 44-dtex, de 4 filamentos
coalescidos a la tensión impuesta por un peso de 10 gramos
suspendido del lazo y luego se expuso a agua que contiene 3,5 ppm
de cloro activo a 25ºC y se ajustó a pH 7,5. Se controlaron el
nivel de cloro y pH de forma automática y se ajustaron durante el
ensayo mediante adición de soluciones de NaClO, HCl, o NaOH
diluidas según necesidad. (Se ensayó la muestra en forma hilada, sin
haberse termofijado, descrudado, etc.). Antes de la exposición se
añadió urea de modo que el baño contenía 2 ppm de urea. Para
reemplazar la pérdida por evaporación de agua y pérdida de reactivo
de urea durante el ensayo se añadió 90 ml de una solución de urea
de 7 ppm acuosa al baño a intervalos horarios mediante una bomba con
un cronómetro. Se midieron las horas de exposición hasta que se
rompió la muestra. Se ensayaron seis especímenes para cada
muestra.
Para determinar la temperatura de termofijado
para estabilidad de la tela, se prepararon diversas muestras de
tela como se describe en los ejemplos y se termofijó a 365ºF
(185ºC), 375ºF (190ºC) y 385ºF (196ºC). Para cada tela termofijada
se llevó a cabo el ensayo de rizo en extremo de tela como sigue. Se
cortó "en cuadrado" una muestra de 10 cm por 10 cm de la tela
de modo que sus lados fueran paralelos con cualquiera de los cursos
o los relieves de la tela según fuese apropiado, y se marcó su punto
central con un bolígrafo. Se tendió una regla entre las esquinas
opuestas de la muestra cuadrada, y se trazó la letra "X" sobre
la tela de modo que la intersección de las líneas estuviese en el
punto central marcado. Cada línea de la "X" era de 5 cm de
longitud, y se orientó de modo que cada línea coincidiese con una
línea imaginaria que conecta diagonalmente esquinas opuestas de la
muestra de tela. La tela fue cortada cuidadosamente a lo largo de
cada línea de la "X", y se anotaron las cantidades de rizos de
los cuatro puntos resultantes de la tela (representando dos las
direcciones de ancho y longitud) después de dos horas de acuerdo a
si el punto hacía 0 virajes, 1/4 viraje, 1/2 viraje, 3/4 viraje, o
1 viraje durante el tiempo asignado. "1 viraje" significa que
el punto de la tela completaba una vuelta de 360ºC cuando se
visualizaba en paralelo al plano de la muestra. Se registró para
cada muestra la media de los virajes para dos puntos opuestos. Un
viraje de 1 o menos se considera que representa una cantidad
aceptable de rizo.
\newpage
El procedimiento para la determinación del peso
de tela se basó en el procedimiento de ensayo normalizado de
ANSI/ASTM D-1910 para características de
construcción de telas. Se troquelaron con punzón muestras de tela
con un punzón de 10 cm de diámetro. Cada muestra de tela cortada se
pesó en gramos. El "peso de tela" se calculó luego como
gramos/metros cuadrados.
El contenido de spandex en una tela de punto por
urdimbre se determinó con la siguiente ecuación:
[(SR x
SD/TBE)]/[(SR x SD/TBE) + (CYR x
CYD)]
donde
SR es longitud de la madeja de spandex,
SD es el denier del spandex,
TBE es la elongación total de la probeta y se
define como [(1 + % de estiramiento del tubo) x (1 + % estiramiento
de la probeta)],
CYR es la longitud de la madeja de hilo de
compañía, y
CYD es el denier de hilo de compañía.
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Para determinar la fuerza de recuperación de la
tela (energía descargada) se cortaron 3 especímenes de 3 pulgadas x
8 pulgadas (7,6 cm x 20,3 cm) de la tela y se plegaron por la mitad
para formar un lazo abierto. Se ensayó la dimensión en longitud de
cada espécimen. Se ensayo la energía de descarga en la dirección de
la máquina. Cada lazo abierto se cosió conjuntamente
aproximadamente 1 pulgada (2,5 cm) desde sus extremos para formar
un lazo cerrado de 6 pulgadas (15,2 cm) de circunferencia. Los lazos
de tela se ensayaron con una máquina de ensayo de tracción Instron
con 6 pulgadas (15,2 cm) de cabezal, mordazas neumáticas (tamaño
3C, con caras planas de 1 pulgada x 3 pulgadas (2,5 x 7,6 cm), 80
psi (552 kPa) de suministro de aire, y 10 pulgadas por minuto (25,4
cm/min) de velocidad de gráfico. Se enclavó una varilla en forma de
u lateralmente entre uno de los conjuntos de mordazas del equipo de
ensayo de tracción de modo que los extremos de la varilla (2,78
pulgadas, 7 cm) entre los extremos, 3 pulgadas (7,6 cm) en torno a
los extremos) se proyectasen desde las mordazas suficientemente
lejos para mantener seguro el lazo de la tela. Se dispuso el lazo en
torno a los extremos de la varilla que se proyectan y se estiró
hasta una fuerza de 12 libras (5,4 kg) y se relajó; se llevó a cabo
el ciclo un total de 3 veces. Se midió el "estiramiento de la
tela" en el tercer ciclo de extensión a 12 libras (5,4 kg) de
fuerza, y se midió la energía de descarga a un 50% de estiramiento
disponible del tercer ciclo de relajación y se expresó en
kilogramos (Kg). "Estiramiento disponible del 50%" significa
que la tela se había relajado en un 50% desde la fuerza de 12
libras (5,4 kg) en el tercer ciclo.
En las Tablas, "ND" significa "no
determinado."
Se preparó un polímero de poliuretanourea usado
de forma típica para fabricar spandex usando TERATHANE® 1800 e
ISONATE® MDR con una relación de bloqueo de 1:1,69. El glicol
bloqueado tenía un % de NCO de 2,6% y se diluyó con DMAc dando una
solución de 45 por ciento en sólidos. Esta solución se puso luego en
contacto con una solución de DMAc que contiene: una mezcla de
extensión de cadena de EDA y DYTEK® A (relación de moles 90/10); y
dietilamina como un terminador de cadena, en proporciones tales que
la solución de polímero resultante tenía una viscosidad intrínseca
de 0,95, una viscosidad de solución inicial de 2600 poises y era de
34,8 por ciento en sólidos, siendo el número de extremos extensores
de cadena de 15 meq/kg de sólidos poliméricos. Se hiló un hilo de
spandex de 3 filamentos de 40 denier de la solución de polímero a
950 yardas por minuto (ypm) (869 metros por minuto, m/min). La
viscosidad intrínseca del hilo hilado fue de 1,16.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea usando
una mezcla de diisocianato que contiene 82% de ISONATE® MDR y 18%
MONDUR® ML. Se preparó el glicol bloqueado usando TERATHANE® 1800
con una relación de bloqueo de 1:1,69. Se diluyó el glicol
bloqueado hasta 55% en sólidos con DMAc y se hizo reaccionar con una
mezcla de etilendiamina y dietilamina en DMAc en proporciones tales
que la solución de polímero resultante tenía una viscosidad
intrínseca de 0,75, y una viscosidad de solución inicial de 3300
poises y era de 45 por ciento en sólidos, siendo el número de
extremos extensores de cadena de 40 meq/kg de sólidos poliméricos.
Se hiló un hilo de spandex de 3 filamentos de 40 denier de la
solución polimérica a 950 yardas por minuto (869 m/min). La
viscosidad intrínseca del hilo hilado fue de 1,34.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea usando
una mezcla de diisocianato que contiene 82% de ISONATE ® MDR y 18%
de MONDUR® ML. Se preparó el glicol bloqueado usando TERATHANE® 1800
con una relación de bloqueo de 1:1,69. Se diluyó el glicol
bloqueado hasta 55% en sólidos con DMAc y se hizo reaccionar con una
mezcla de etilendiamina y dietilamina en DMAc en proporciones tales
que la solución de polímero resultante tenía una viscosidad
intrínseca (calculada) de aproximadamente 0,95 (extremos totales
aprox. 55), midiéndose el número de extremos extensores de cadena
en 15 meq/kg de sólidos poliméricos. No se pudo hilar en fibras una
solución de polímero de 45% en sólidos debido a la elevada
viscosidad y gelificación.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea usado
de forma típica para fabricar spandex usando TERATHANE® 1800 e
ISONATE® MDR con una relación de bloqueo de 1:1,69. El glicol
bloqueado tenía un % de NCO de 2,6% y se diluyó con DMAc dando una
solución de 55 por ciento en sólidos del glicol bloqueado. Esta
solución se puso luego en contacto con una solución de DMAc que
contiene: extensor de cadena de etilendiamina; y dietilamina como
un terminador de cadena, en proporciones tales que la solución de
polímero resultante tenía 45 por ciento en sólidos, midiéndose el
número de extremos extensores de cadena en 40 meq/kg de sólidos
poliméricos. La solución era altamente inestable. La viscosidad por
caída de bola a 40ºC aumento en 10.000 poises en una hora. La
viscosidad intrínseca no se pudo medir y el polímero no se pudo
hilar.
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Una comparación del ejemplo 1 con el ejemplo 4
muestra que sólo ajustando los extremos extensores de cadena al
nivel deseable, sin controlar el equilibrio de diisocianato, no
proporciona una solución de polímero con gran contenido en sólidos
que se pueda usar para preparar spandex.
Una comparación del ejemplo 2 con el ejemplo 3
muestra que disponiendo del equilibrio de diisocianato deseable,
pero sin la VI en prehilado apropiada y sin el número apropiado de
extremos extensores de cadena, resulta una solución de polímeros de
alta viscosidad que no se puede hilar en spandex.
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Se usó el polímero de poliuretanourea del
ejemplo 1 para hacer un hilo de spandex de dos filamentos de 40
denier y se hiló a partir de la solución de polímero a 672 yardas
por minuto (614 m/min). Se describen las propiedades de la fibra en
la Tabla 2.
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Se usó el polímero de poliuretanourea del
ejemplo 2 para hacer un hilo de spandex de dos filamentos de 40
denier y se hiló a partir de la solución de polímero a 672 yardas
por minuto (614 m/min). Se describen las propiedades de la fibra en
la Tabla 2.
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Se usó el polímero de poliuretanourea del
ejemplo 2 para hacer un hilo de spandex de dos filamentos de 40
denier y se hiló a partir de la solución de polímero a 807 yardas
por minuto (738 m/min). Se describen las propiedades de la fibra en
la Tabla 2.
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La Tabla 2 muestra que los Ejemplos 6 y 7
proporcionan soluciones de polímero de alto contenido en sólidos
pero que se pueden usar para preparar spandex comercialmente
aceptable incluso con mayor consistencia (menor VCD) que con el
sistema del Ejemplo 5.
El ejemplo 7 ilustra adicionalmente que se puede
preparar spandex a velocidades de devanado mayores, por tanto con
mayor productividad, que usando otros sistemas. Apréciese que se
preparó spandex comercialmente aceptable a 807 yardas por minuto
(738 m/min) en el ejemplo 7 mientras que el spandex del ejemplo 5 se
hiló a 672 yardas por minuto (614 m/min) sin alcanzar propiedades
comercialmente aceptables (Ejemplo 5, VCD > 15). El procedimiento
del ejemplo 5 tendría que ser puesto en práctica a velocidades aún
inferiores para alcanzar propiedades de spandex aceptables.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea usando
una mezcla de diisocianato que contiene 2% de
2,4-MDI y 98% de 4,4'-MDI . (En los
ejemplos, cada isómero de MDI se describe como porcentaje en moles
de la mezcla de diisocianato total). Se preparó el glicol bloqueado
usando TERATHANE® 1800 con una relación de bloqueo de 1:1,69. Se
diluyó el glicol bloqueado con DMAc y luego se puso en contacto con
una solución de DMAc que contiene una mezcla de extensión de cadena
de EDA y DYTEK® A (relación de moles 90/10), DEA como un terminador
de cadena, y DETA en proporciones tales que la solución de polímero
resultante tenía una viscosidad intrínseca de 0,98 dl/g, una
viscosidad de solución inicial de 2900 poises, y era de 35% en
sólidos. Se incluyen datos adicionales de la muestra de polímero en
la Tabla 3. Se midió el número de extremos extensores de cadena en
15 meq/kg de sólidos
poliméricos.
poliméricos.
Se laminó una película de poliuretano de acuerdo
con el siguiente procedimiento. Se dispuso la solución de polímero
sobre película Mylar® que se había fijado a una superficie plana, y
se laminó una película de 0,005-0,015 pulgadas
(0,013-0,038 cm) con una cuchilla de película. Se
recubrió la película Mylar® con la película de poliuretanourea, se
retiró luego de la superficie plana y se dispuso en una cámara de
secado de película, donde se secó en flujo de nitrógeno a
20-25ºC durante un mínimo de 16-18
horas. Durante el proceso de secado se evaporaron las aminas libres
(aquellas no unidas químicamente al polímero) desde la película de
feniluretanourea. Se encontró que la película de poliuretanourea
tenía 13,5 meq/kg de extremos de amina primaria en la cadena de
polímero y se calculó que tenía 39,0 meq/kg de extremos de
dietilurea en la cadena de polímero.
Se hiló un hilo de spandex de 3 filamentos de 40
denier, a partir de la solución de polímero a 923 yardas por minuto
(844 m/min). La viscosidad intrínseca del hilo hilado fue de 1,31
dl/g. Se presentan en la Tabla 4 valores de extremos de amina
primaria hilada, tenacidad y otros valores característicos del hilo
en forma hilada. La Tabla 5 contiene datos de resistencia al cloro
para el hilo hilado.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea como
en el Ejemplo 8 pero con las siguientes diferencias. La solución de
polímero tenía una viscosidad intrínseca de 0,96 dl/g, una
viscosidad de solución inicial de 3270 poises, y era de 34,8% en
sólidos. La viscosidad intrínseca del hilo hilado, que tenía 0,3% en
peso de TiO_{2} y 4,0% en peso de una mezcla física de huntita y
partículas de mineral de hidromagnesita como aditivos, era de 1,30
dl/g. Se dan datos adicionales para el polímero en la Tabla 3.
Se presentan en la Tabla 4 la tenacidad y otros
valores característicos para el hilo hilado. La Tabla 5 contiene
datos de resistencia al cloro para el hilo hilado.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea usando
una mezcla de diisocianato que contiene 12,8% de
2,4'-MDI y 87,2% de 4,4'-MDI. Se
preparó el glicol bloqueado usando TERATHANE® 1800 con una relación
de bloqueo de 1:1,70. Se diluyó el glicol bloqueado con DMAc y
luego se puso en contacto con una solución de DMAc que contiene
EDA, DEA, y DETA en proporciones tales que la solución de polímero
resultante tenía una viscosidad intrínseca de 0,78 dl/g, una
viscosidad de solución inicial de 2900 poises y presentaba 45% en
sólidos. Se incluyen datos adicionales de la muestra de polímero en
la Tabla 3. Se midió el número de extremos extensores de cadena en
40 meq/kg de sólidos poliméricos. Se encontró que una lámina fina de
poliuretanourea de esta solución de polímero tiene 34,2 meq/kg de
extremos de amina primaria en la cadena de polímero y se calculó que
tiene 48,8 meq/kg de extremos de dietilurea en la cadena de
polímero.
Se hiló un hilo de spandex de 3 filamentos de 40
denier a partir de la solución de polímero a 923 yardas por minuto
(844 m/min). La viscosidad intrínseca del hilo hilado fue de 1,04
dl/g. Se incluyen datos adicionales para el hilo hilado en Tablas 4
y 5.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea de la
presente invención como en el Ejemplo 10 excepto que la solución de
polímero resultante tenía una viscosidad intrínseca de 0,88 dl/g, y
presentaba 40% en sólidos. Se incluyen datos adicionales de la
muestra de polímero en la Tabla 3. Se midió el número de extremos
extensores de cadena en 30 meq/kg de sólidos poliméricos. Se
encontró que una lámina fina de poliuretanourea de esta solución de
polímero tiene 26,6 meq/kg de extremos de amina primaria en la
cadena de polímero y se calculó que tiene 38,2 meq/kg de extremos
de dietilurea en la cadena de polímero.
Se hiló un hilo de spandex de 3 filamentos de 40
denier a partir de la solución de polímero a 923 yardas por minuto
(844 m/min). La viscosidad intrínseca del hilo hilado fue de 1,23
dl/g. Se incluye datos adicionales para esta muestra en la Tabla
4.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea de la
presente invención como en el Ejemplo 11. Se midió el número de
extremos extensores de cadena en 30 meq/kg de sólidos poliméricos.
Se encontró que una lámina fina de poliuretanourea de esta solución
de polímero tiene 26,7 meq/kg de extremos de amina primaria en la
cadena de polímero y se calculó que tiene 38,2 meq/kg de extremos
de dietilurea en la cadena de polímero. Se hiló un hilo de spandex
de 3 filamentos de 40 denier de la solución de polímero a 923 yardas
por minuto (844 m/min). La viscosidad intrínseca del hilo hilado
fue de 1,15 dl/g. Se incluye datos adicionales para esta muestra en
las Tablas 3 y 4.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea de la
presente invención como en el Ejemplo 11. Se midió el número de
extremos extensores de cadena en 30 meq/kg de sólidos poliméricos.
Se encontró que una lámina fina de poliuretanourea de esta solución
de polímero tiene 26,8 meq/kg de extremos de amina primaria en la
cadena de polímero y se calculó que tiene 38,2 meq/kg de extremos
de dietilurea en la cadena de polímero. Se hiló un hilo de spandex
de 3 filamentos de 40 denier a partir de la solución de polímero a
923 yardas por minuto (844 m/min). La viscosidad intrínseca del
hilo hilado fue de 1,23 dl/g. Se incluye datos adicionales para esta
muestra en las Tablas 3 y 4. La Tabla 5 contiene datos de
resistencia al cloro para el hilo hilado.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea como
en el Ejemplo 13 pero con 0,1% en peso de TiO_{2} y 4,0% en peso
de una mezcla física de huntita y partículas de hidromagnesita
mineral partículas de mineral de hidromagnesita como aditivos. Las
propiedades del polímero y el hilo hilado se indican en las Tablas
3, 4, y 5.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea de la
presente invención como en el ejemplo 11. Se midió el número de
extremos extensores de cadena en 50 meq/kg de sólidos poliméricos.
Se encontró que una lámina fina de poliuretanourea de esta solución
de polímero tiene 44,7 meq/kg de extremos de amina primaria en la
cadena de polímero y se calculó que tiene 20,4 meq/kg de extremos
de dietilurea en la cadena de polímero. Se hiló un hilo de spandex
de 3 filamentos de 40 denier a partir de la solución de polímero a
923 yardas por minuto (844 m/min). La viscosidad intrínseca del
hilo hilado fue de 1,02 dl/g. Se incluye datos adicionales para esta
muestra en las Tablas 3, 4, y 5.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea como
en el Ejemplo 15 pero con 0,1% en peso de TiO_{2}, 4,0% en peso
de una mezcla física de huntita y partículas de hidromagnesita
mineral, y 0,5 en peso de un aditivo que comprende al menos un
grupo hidroxifenilo mono-impedido y presenta un peso
molecular de al menos aproximadamente 300 Daltons como aditivos. Se
describen las propiedades del polímero y hilo en las Tablas 3 y 4.
Los datos de resistencia al cloro para el hilo hilado se presentan
en la Tabla 5.
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Se preparó un polímero de poliuretanourea de la
presente invención como en el Ejemplo 15. La viscosidad intrínseca
del polímero pre-hilado fue 0,88 dl/g, y los sólidos
de la solución eran 39%. Se midió el número de extremos extensores
de cadena en 50 meq/kg de sólidos poliméricos. Se encontró que una
lámina fina de poliuretanourea de esta solución de polímero tiene
36,0 meq/kg de extremos de amina primaria en la cadena de polímero y
se calculó que tiene 31,4 meq/kg de extremos de dietilurea en la
cadena de polímero. Se hiló un hilo de spandex de 3 filamentos de
40 denier a partir de la solución de polímero a 923 yardas por
minuto (844 m/min). La viscosidad intrínseca del hilo hilado fue de
1,14 dl/g. Se incluyen datos adicionales para esta muestra en las
Tablas 3 y 4. Esta muestra contenía 0,3% en peso (en base a sólidos
poliméricos) de TiO_{2} y 0,25% en peso (en base a sólidos
poliméricos) de sólidos poliméricos de agente
anti-pegajosidad de N,N-etilen
bis-estearamida (disponible de Crompton Corp. como
Kemamide® W40-300).
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Notas: los valores de DEU están calculados. Las
cantidades de DETA se dan como ppm en polímero.
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Los datos en la Tabla 4 muestran por similitud
con los resultados del Ejemplo 8 que el hilo de spandex de la
invención resiste el amarilleamiento de la fibra por la exposición a
calor, luz ultravioleta, humos de combustión y humos de NO_{2}.
La eficiencia de termofijado de la fibra es excelente. La alteración
por calor-humedad y la energía de descarga tras
exposición a condiciones de alteración por
calor-humedad son comercialmente aceptables. Las
muestras presentan buenos valores de VCD, mostrando esto que la
uniformidad de fibra es aceptable.
Notas:
1) Los datos de resistencia al cloro se dan en
unidades de "horas hasta ruptura". Los valores dados son medias
de seis medidas. "ND" significa "no determinado".
2) Estas muestras de spandex contenían los
siguientes aditivos: Cyanox® 1790 (1,5% en peso), Methacrol® 2462
(0,5% en peso), y aceite de silicona de polidimetilsiloxano (0,6% en
peso).
3) Estas muestras de spandex contenían agentes
resistentes al cloro constituidos por 2 a 4% en peso de huntita y/o
hidromagnesita con 0-0,5% en peso de un aditivo que
comprende al menos un grupo hidroxifenilo monoimpedido y que
presenta un peso molecular de al menos aproximadamente 300 Daltons,
además de los aditivos enumerados en la nota nº 2.
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Los datos de la Tabla 5 muestran que con
aditivos convencionales el hilo de spandex tiene buena durabilidad
frente al cloro y que se pueden usar agentes resistentes al cloro
convencionales conocidos para reforzar adicionalmente la
durabilidad frente al cloro del hilo.
Para ensayos de capacidad de teñido, solidez del
color y resistencia al lavado, se produjeron muestras de tela de
punto trenzada en tubo circular en un equipo de trenzado Lawson
(Lawson-Hemphill Company), modelo "FAK". Se
trenzó alimentación de spandex de 40 denier para formar telas 100%
de spandex.
Las muestras trenzadas en tubo de Lawson se
secaron usando procedimientos dados en los ejemplos. El término
"% en peso" significa porcentaje basado en peso de la tela.
Se determinaron la capacidad de teñido y la
solidez del color mediante medida de valores "L" de luminosidad
de tonalidad del color con un colorímetro analizador espectral
Color-Eye 7000 GretagMacbeth^{TM} usando el
software Optiview Quality Control versión 4.0.3. Los resultados se
dan en unidades CIELAB. La fuente luminosa primaria fue D65. Los
valores "L" de luminosidad de tonalidad del color en las telas
en tubo Lawson 100% de spandex teñidos se compararon con los de
tela trenzada en tubo Lawson 100% de spandex que comprenden el
spandex comercial del ejemplo 8. A menos que se especifique de otra
forma, las diferencias de color se indican como un cambio en el
valor de "L" (es decir, "\DeltaL") entre las telas en
tubo Lawson 100% de spandex de la invención y la tela en tubo
Lawson 100% de spandex teñido que comprende el spandex comercial
representado en el Ejemplo 8.
Cuanto menor sea el valor de "L", más
intenso es el color. En términos de capacidad de teñido comparativa,
un valor de \DeltaL negativo indica que la muestra tiene
capacidad de teñido mejorada (color más intenso) en comparación con
la muestra de referencia. Cuanto mayor sea el valor absoluto del
valor \DeltaL negativo, tanto mayor es el grado de mejora en
diferencia de tonalidad del color, y de ahí que sea mayor el grado
de capacidad de teñido. En términos de solidez del color
comparativo, un valor \DeltaL negativo indica que la muestra ha
mejorado la intensidad de la tonalidad del color (color más intenso)
en comparación con la muestra de referencia. Cuanto mayor sea el
valor absoluto del valor \DeltaL negativo, tanto mayor es el grado
de mejora en la diferencia de tonalidad del color, y de ahí que
tanto mayor sea el grado de solidez del color.
Para determinar la resistencia al lavado, se
aplicó a piezas de telas 100% de spandex teñidas un ensayo de
descoloración por lavado convencional (procedimiento de ensayo de
American Association of Textile Chemists and Colorists
61-1996, "Colorfastness to Laundering, Home and
Commercial: Accelerated"; versión 2A), que pretende simular
cinco lavados domésticos o comerciales típicos a temperaturas de
bajas a moderadas. Se llevó a cabo el ensayo en presencia de telas
de ensayo multifibra que contienen bandas de acetato, algodón,
nailon 6,6, poliéster, acrílicas y tela de lana, y el grado de
descoloración se evaluó visualmente. En las evaluaciones, 1 y 2
eran bajas, 3 es normal, 4 es bueno y 5 es excelente. El grado de
retención de color en las telas de spandex se determinó también de
forma cuantitativa usando un colorímetro analizador espectral Color-
Eye 7000 GretagMacbeth^{TM} que usa el software Optiview Quality
Control versión 4.0.3.
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Este ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte reactivo de algodón de vinilsulfona amarillo.
Se trenzaron circularmente seis muestras de spandex de 40 denier
diferentes en una máquina trenzadora de Lawson
(Lawson-Hemphill Company, FAK Sampler, alimentación
única) usando hilo de spandex de los Ejemplos 8, 9, 13, 14, 15, o
16, proporcionando seis muestras de tela 100% spandex.
El proceso de descrudado se llevó a cabo en una
relación de líquido:tela 40:1 y el proceso de teñido en una
relación de líquido:tela 30:1. Se añadieron las seis muestras de
tubo Lawson (teñido competitivo) a una solución de 2 g/l de Lubit
64, 2,0 g/l de ceniza de sosa, 0,25% de Versene 100, 0,50% de
Duponol RA, y 1,5% de Merpol DA en un baño de tinte Mathis Labomat
(Werner Mathis AG, Zurich Suiza) a 100ºF (37,7ºC). Se aumentó la
temperatura del baño hasta 180ºF (82,2ºC) a 3ºF/min., manteniéndose
a 180ºF (82,2ºC) durante 30 min., se enfrió hasta 170ºF (76,6ºC) y
se aclaró (aclarado significa que se pasó agua limpia a través del
baño que contiene la tela hasta que el líquido agotado estaba libre
de reactivos o tintes añadidos). Se reguló el baño de tinte a 80ºF
(26,6ºC) con 2,0% de Lubit 64, 1,0% de Merpol LFH, y 0,1% de
tiosulfato de sodio. Se ajustó el pH a 6,0-7,0 con
ácido acético. Se aumentó la temperatura del baño hasta 120ºF
(48,8ºC) a 3ºF /min. Se añadió un tinte reactivo de algodón (4,0%
de Remazol G Yellow 3RA) al baño de tinte, el baño de tinte se dejó
actuar durante 5 minutos, se añadió 5,0 g/l de sulfato de sodio, y
se dejó actuar el sistema durante 10 minutos. Luego se añadió 35
g/l de sulfato de sodio y se dejó actuar el sistema durante 10
minutos. Se añadió finalmente 35 g/l de sulfato de sodio, se
aumentó la temperatura del baño hasta 140ºF (60ºC) y se dejó actuar
el sistema durante 15 minutos. Se añadió 15,0 g/l de ceniza de sosa
y se dejó actuar el sistema durante 45 minutos a 140ºF (60ºC). Se
aclaró el baño de tinte, se lavó a 100ºF (37,7ºC) con 2,0 g/l de
ácido acético durante 10 minutos, y se aclaró de nuevo. Se reguló
un baño fresco con 2,0 g/l de Lubit 64 y 0,5% de Synthrapol SP a
100ºF (37,7ºC), se aumentó a 200ºF (93,3ºC) a 5ºF /min., se mantuvo
a 200ºF (93,3ºC) durante 10 minutos, se aclaró y se secó al aire a
temperatura ambiente.
Se dan los resultados de capacidad de teñido,
solidez del color y resistencia al lavado para el Ejemplo 18 en las
Tablas 6A a 6C. A menos que se indique de otra forma los valores de
\DeltaL, \Deltaa, \Deltab y \DeltaE se indican todos para
esa muestra en comparación con la muestra de spandex del Ejemplo
8.
Los datos de la Tabla 6A muestran color muy
bueno y distintivo para telas de spandex de los Ejemplos 15 y 16,
como se evidencia con los valores de \DeltaL negativos para estas
muestras y la magnitud de los mismos cuando se expresaron como
valores absolutos.
Nota: en esta Tabla, para cada lavado los
valores de \DeltaL, \Deltaa, \Deltab y \DeltaE se dan todos
para cada muestra en comparación con la muestra de spandex del
Ejemplo 8.
\vskip1.000000\baselineskip
Los datos de la Tabla 6B muestran de forma
coherente mayor solidez del color para telas de spandex de los
Ejemplos 15 y 16, como se evidencia con los valores \DeltaL
negativos y la magnitud de los valores \DeltaL cuando se
expresaron como un valor absoluto.
Los datos muestran que las muestras de tela que
comprenden spandex de los Ejemplos 15 y 16 tienen mejores valores
de resistencia al lavado (0,5 unidades) para acetato, nailon y
algodón en comparación con la muestra de tela de spandex del
Ejemplo 8.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte reactivo de a algodón de vinilsulfona negro.
Se trenzaron seis muestras de spandex de 40 denier diferentes y se
tiñeron como en el Ejemplo 18 excepto en que se usó tinte Remazol
Black B al 4%. Se dan los resultados de capacidad de teñido, solidez
del color y resistencia al lavado para el Ejemplo 19 en las Tablas
7A a 7C. A menos que se indique de otra forma, los valores de
\DeltaL, \Deltaa, \Deltab y \DeltaE se dan todos para esa
muestra en comparación con la muestra de spandex del Ejemplo 8.
Los datos en la Tabla 7 A muestran mejor
capacidad de teñido (valores de \DeltaL negativos que, cuando se
expresan como valores absolutos, son significativamente mayores que
los otros valores de \DeltaL) para telas de spandex de los
Ejemplos 15 y 16.
Los datos de la Tabla 7B muestran mayor solidez
del color para telas de spandex de los Ejemplos 15 y 16, como se
evidencia con los valores de \DeltaL negativos y la magnitud de
los valores de \DeltaL cuando se expresan como un valor
absoluto.
Los datos de la Tabla anterior muestran que
todas las muestras de tela tienen excelente resistencia al
lavado.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte reactivo frente a algodón de vinilsulfona rojo.
Se trenzaron seis muestras de spandex de 40 denier diferentes como
en el Ejemplo 18 excepto que se usó tinte Intracron Brilliant Red
VS-4BL al 4%. Se dan los resultados de capacidad de
teñido, solidez del color y resistencia al lavado para el ejemplo
20 en las Tablas 8A a 8C.
Los datos en la Tabla 8A muestran mejor
capacidad de teñido (valores de \DeltaL negativos que, cuando se
expresan como valores absolutos, son significativamente mayores que
los otros valores de \DeltaL) para telas de spandex de los
Ejemplos 15 y 16.
Los datos de la Tabla 8B muestran mayor solidez
del color para telas de spandex de Ejemplos 15 y 16, como se
evidencia con los valores de \DeltaL negativos.
Los datos en la Tabla anterior muestran que las
muestras de tela de spandex de los Ejemplos 9, 14, 15, y 16
muestran mejor resistencia al lavado para algodón, respecto al tela
de spandex del Ejemplo 8.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte reactivo frente a algodón de monoclorotriazina
azul. Se trenzaron seis muestras de spandex de 40 denier diferentes
y se tiñeron como en el ejemplo 18 excepto que se usó tinte Procion
Blue HEXL al 4% y, después de añadir 15,0 g/l de ceniza de sosa, se
aumentó lentamente la temperatura hasta 205ºF (96,1ºC) antes de
dejarse actuar durante 45 minutos a 205ºF (96,1ºC). Se dan los
resultados de capacidad de teñido y solidez del color para el
Ejemplo 21 en las Tablas 9A y 9B.
Los datos en la Tabla anterior muestra pobre
capacidad de teñido para telas de todas las muestras de spandex con
este tinte.
Los datos de la Tabla anterior muestran pobre
capacidad de teñido con este tinte.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte reactivo de algodón de fluoroclorotriazina. Se
trenzaron seis muestras de spandex de 40 denier diferentes en una
máquina de trenzado Lawson usando hilo de spandex de los Ejemplos
8, 9, 13, 14, 15, o 16 proporcionando seis muestras de tela 100%
spandex.
Se combinaron seis muestras de spandex con seis
muestras de tela de algodón (cada una de las mismas tiene el mismo
peso que la tela de spandex) y se añadieron a 6 soluciones
individuales de 2 g/l de Lubit 64, 2 g/l de ceniza de sosa, 0,25%
de Versene 100, 0,50% de Duponol RA, y 1,50% de Merpol DA en un baño
de tinte de Ahiba Texomat (Ahiba AG, Birsfelden Suiza) en una
relación de líquido:tela de 40:1 a 100ºF (37,7ºC). Se aumentó la
temperatura del baño hasta 180ºF (82,2ºC) a 2ºF/min., se dejó actuar
30 min. a 180ºF (82,2ºC), se enfrió hasta 170ºF (76,6ºC) y se
aclaró. Se reguló el baño de tinte a 80ºF (26,6ºC) en una relación
de líquido:tela de 20:1 con 1 g/l de bicarbonato de sodio, 0,07 g/l
de sosa cáustica, y 30 g/l de sulfato de sodio anhidro (pH 9,2). Se
añadió tinte reactivo Levafix Scarlet E-2GA (1,0%) y
se aumentó la temperatura hasta 120ºF (48,8ºC) a 2ºF/min., y se
mantuvo a 120ºF (48,8ºC) durante 60 min (el pH a esta temperatura y
en 60 min. de tiempo de reacción se mantuvo en 9,3). Se añadió una
solución de 1,5 ml/1 de sosa cáustica (35%) (pH de la solución
10,65). Después de agitar 30 min. más (pH
10,4-10,5), se aclararon las telas dos veces con 1
g/l de ceniza de sosa y 1 g/l de Merpol LFH a 175ºF (79,4ºC) durante
15 min., se aclara con agua, se lava con agua durante 10 min a
175ºF (79,4ºC), y se seca al aire.
Los resultados de capacidad de teñido para las
telas de spandex del ejemplo 22 se dan en la Tabla 10. A menos que
se indique de otra forma, los valores de \DeltaL, \Deltaa,
\Deltab y \DeltaE se indican todos para esa muestra en
comparación con la muestra de spandex del ejemplo 8.
Los resultados muestran ligera capacidad de
teñido para muestras que comprenden spandex de los Ejemplos 15 y 16
y esencialmente capacidad de teñido no detectable para muestras que
comprenden spandex de Ejemplos 8 y 9.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte reactivo de algodón de fluoroclorotriazina. Se
trenzaron seis muestras de spandex de 40 denier diferentes como en
el ejemplo 22 con las siguientes diferencias en el procedimiento.
Se reguló el baño de tinte a 80ºF (26,6ºC) en una relación de
líquido:tela de 20: 1 con 1 g/l de bicarbonato de sodio, 0,07 g/l
de sosa cáustica y 10 g/l de sulfato de sodio anhidro (pH 9,1). Se
añadió tinte reactivo Levafix Golden Yellow E-G
(0,5%) y se aumentó la temperatura hasta 120ºF (48,8ºC) a 2ºF /min
y se mantuvo a 120ºF (48,8ºC) durante 60 minutos. Se añadió la mitad
de una solución de sosa cáustica de 1,5 ml/1 (35%) (las soluciones
eran de pH 9,2-9,3). Se agitaron las soluciones
durante 15 minutos, luego se añadió la segunda mitad de la solución
de sosa cáustica. Después de agitar 5 minutos se añadió una
solución de sosa cáustica adicional de 1,5 ml/1 (las soluciones eran
de pH 9,4-9,6 excepto la de spandex del ejemplo 16,
que era de 11,0). Después de agitar durante 10 minutos, se añadió
3,0 ml más de 0,75 ml/1 de sosa cáustica a todas las soluciones
excepto la que contiene spandex del ejemplo 16, y el pH de la
solución aumentó a 10,3-10,4. Después de agitar
durante 30 minutos más, se aclararon las telas dos veces con 1 g/l
de ceniza de sosa y 1 g/l de Merpol LFH a 175ºF (79,4ºC) durante 15
minutos, se aclaró con agua, se lavó con agua a 175ºF (79,4ºC)
durante 10 minutos y se secó al aire.
Se dan los resultados de capacidad de teñido
para las telas de spandex del Ejemplo 23 en la Tabla 11. A menos
que se indique de otra forma, los valores de \DeltaL, \Deltaa,
\Deltab y \DeltaE se indican todos para esa muestra en
comparación con la muestra de spandex del Ejemplo 8.
Los datos en la Tabla anterior muestran pobre
capacidad de teñido para telas de todas las muestras de spandex con
este tinte.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte ácido azul. Se trenzaron circularmente seis
muestras de spandex de 40 denier diferentes en una máquina de
trenzado Lawson usando hilo de spandex de los Ejemplos 8, 9, 13,
14, 15 ó 16 proporcionando seis muestras de tela 100% spandex.
Se llevó a cabo el descrudado en una relación de
líquido:tela de 40: 1 y se llevó a cabo el proceso de teñido en una
relación de líquido:tela 20:1. Se combinaron seis muestras de
spandex con seis muestras de tela de algodón (cada una de estas
tiene el mismo peso que la tela de spandex) y se añadieron a 6
soluciones individuales de 1,0 g/l de Lubit 64, 0,50 g/l de TSP, y
0,5 g/l de Merpol LFH en un baño de tinte Ahiba Texomat (Ahiba AG,
Birsfelden Suiza) a 100ºF (37,7ºC). Se aumentó la temperatura del
baño hasta 180ºF (82,2ºC) a 2ºF/min., se dejó actuar 20 min. a
180ºF (82,2ºC), se enfrió y se aclaró. Se estableció el baño de
tinte en 62ºF (16,6ºC) con 3,0 g/l de Merpol LFH, se añadió 4,0 g/l
de sulfato de amonio, luego se ajustó el pH a
8,5-9,0 con hidróxido de amonio. Se agitó la
solución durante 5 min., luego se añadió Sandolan Blue
E-BL 200 al 1,0%. Se aumentó la temperatura hasta
205ºF (96,1ºC) a 2ºF/min. y se mantuvo a 205ºF (96,1ºC) durante 45
min. Se enfrió el baño de tinte, se aclaró y se secaron las
muestras al aire a temperatura ambiente.
Se dan los resultados de capacidad de teñido
para las telas de spandex del ejemplo 24 en la Tabla 12. Los
valores de \DeltaL, \Deltaa, \Deltab y \DeltaE se indican
todos en base a la muestra de spandex del Ejemplo 8.
Los datos muestran capacidad de teñido superior
(valores de \DeltaL negativos que, cuando se expresan como
valores absolutos, son significativamente mayores que los otros
valores de \DeltaL) para las muestras de tela que comprenden
spandex de los Ejemplos 15 y 16.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de tela de
spandex con un tinte ácido amarillo. Se trenzaron seis muestras de
spandex de 40 denier diferentes y se tiñeron como en el ejemplo 24,
excepto que se usó tinte Sandolan Golden Yellow
MF-RL. Se dan los resultados de capacidad de teñido
en la Tabla 13. Los valores de \DeltaL, \Deltaa, \Deltab y
\DeltaE se indican todos en base a la muestra de spandex del
Ejemplo 8.
Los datos muestran capacidad de teñido superior
para las muestras de tela que comprenden spandex de los Ejemplos 15
y 16.
Las medias a la altura de la rodilla tres
cuartos usadas en los siguientes tres ejemplos se trenzaron en un
máquina trenzadora de géneros de punto Lonati 404 sheer a 1,5 g de
tensión usando spandex del Ejemplo 17 como se indicó anteriormente.
Se trenzaron medias a la altura de la rodilla de tres cuartos para
comparar del mismo modo pero usando spandex Lycra® T- 162B
comercialmente disponible que es representativo de spandex preparado
como en el Ejemplo 9, para spandex de 40 denier.
Alimentación 1: spandex 180D Lycra®
T-902C forrado con nailon 15/7 liso y spandex de 40
denier
Alimentaciones 2, 3, 4: nailon 40/13
(texturizado)
Alimentación 1: nailon 15/7 liso forrado con
spandex de 40 denier
Alimentación 1: nailon 40/13 texturizado forrado
por dentro con nailon 15/7 liso y spandex de 40 denier
Para los ejemplos de media de tres cuartos, se
llevó a cabo el descrudado con una relación de líquido:tela de 40:1
y se llevó a cabo el proceso de teñido con una relación de
líquido:tela 20:1 en un baño de tinte Mathis Labomat (Werner Mathis
AG, Zurich Suiza).
Se añadieron las medias de tres cuartos
(descrudado y teñido competitivo) a una solución de baño de
descrudado de 1 g/l de Lubit 64, 0,50 g/l de TSP, y 0,5 g/l de
Merpol LFH a 100ºF (37,7ºC). Se aumentó la temperatura del baño
hasta 180ºF (82,2ºC) a 3ºF/min., se mantuvo a 180ºF (82,2ºC) durante
20 min., se enfrió hasta 170ºF (76,6ºC) y se aclaró (aclarado
significa que se pasó agua limpia a través del baño que contiene la
tela hasta que el líquido agotado estaba libre de reactivos o tintes
añadidos).
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de una prenda que
comprende nailon y spandex con un tinte ácido negro.
Se fijó el baño de tinte a 90ºF (32,2ºC) con
1,0% de Virconyl 431. Se añadió tinte ácido Nailon black PVF (6%),
se ajustó el pH a 7,5-8,0 con amoniaco y se dejó
actuar 15 min a 90ºF (32,2ºC). Se aumentó la temperatura hasta
210ºF (98,8ºC) a 3ºF/min., se mantuvo a 210ºF (98,8ºC) durante 30
min., se enfrió hasta 170ºF (76,6ºC), se ajustó el pH a
5,5-6,0 con ácido acético en 15 min., se aumentó la
temperatura hasta 210ºF (98,8ºC) a 3ºF/min y se mantuvo a 210ºF
(98,8ºC) durante 30 min. Se enfrió el baño de tinte hasta 170ºF
(76,6ºC), se drenó, se lavó en frío durante 5 min., se drenó, se
centrifugó suavemente y se secó al aire.
Los resultados se presentan en la Tabla 14. Se
pueden apreciar claramente diferencias de color entre los dos
conjuntos de medias de tres cuartos. Fue visible menos spandex en
las medias de tres cuartos que comprenden el spandex más teñido del
Ejemplo 17 debido a la mejor consistencia de color (o unión) entre
el spandex y la fibra dura.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo muestra el teñido de una prenda que
comprende nailon y spandex con una mezcla de tintes ácidos
seleccionada para dotar de un color tostado a las medias de tres
cuartos.
Se fijó el baño de tinte a 90ºF (32,2ºC) con
3,0% de Virconyl 431. Se añadieron los tintes ácidos (0,27% de azul
de nulantreno GLF, 0,513% de naranja de nylantreno SLF, 0,097% de
rojo de nylantreno 2RDF), se ajustó el pH a 7,5-8,0
con TSPP. Se dejó actuar el baño 30 min. a 90ºF (32,2ºC), se
aumentó hasta 200ºF (93,3ºC) a 3ºF/min. y se mantuvo a 200ºF
(93,3ºC) durante 30 min. Se drenó el baño de tinte, se lavó en frío
durante 5 min., se drenó, se centrifugó suavemente y se secó al
aire.
Los resultados se presentan en la Tabla 15. Se
pueden apreciar claramente diferencias de color entre los dos
conjuntos de medias de tres cuartos. Fue visible menos spandex en
las medias de tres cuartos que comprenden el spandex más teñido del
ejemplo 17 debido a la mejor consistencia de color (o unión) entre
el spandex y la fibra dura.
Este Ejemplo muestra el teñido de una prenda de
vestir que comprende nailon y spandex con un tinte ácido rojo.
Se fijó el baño de tinte a 90ºF (32,2ºC) con
0,5% de Merpol LFH) y 1,0% de sulfato de amonio. Se ajustó el pH a
8,5-9,0 con hidróxido de amonio y se dejó actuar 5
min. Se añadió Polar Red 3BN al 140% (2,0%), se dejó actuar 10 min.
a 90ºF (32,2ºC), se aumentó la temperatura hasta 180ºF (82,2ºC) a
3ºF/min., se aumentó la temperatura hasta 205ºF (96,1ºC) a 2ºF/min,
y se dejó actuar 45 min. a 205ºF (96,1ºC). Se enfrió el baño, se
aclaró y se secó al aire.
Los resultados se presentan en la Tabla 16. Se
pueden apreciar claramente diferencias de color entre los dos
conjuntos de medias de tres cuartos. Fue visible menos spandex en
las medias de tres cuartos que comprenden el spandex más teñido del
Ejemplo 17 debido a la mejor consistencia de color (o unión) entre
el spandex y la fibra dura.
Se llevaron a cabo ensayos de rendimiento del
color mediante inmersión de muestras de tela en tubo Lawson
trenzadas de 100% spandex en una solución de tinte, relación de
licor 10:1, con 1,2% en peso de Nylosan Brilliant Blue
N-FL 180% CL Acid Blue 278 (disponible de Clariant)
a pH 6,0. Se aumentó la temperatura del baño lentamente desde 30ºC
a 98ºC y se mantuvo a 98ºC durante 60 minutos. Al finalizar el
teñido se mantuvieron los baños de tinte de cada muestra para
evaluar el grado de agotamiento del tinte en las muestras de
spandex. En cada baño de agotamiento por separado se sumergió una
muestra de tela semiopaca de 68 filamentos de poliamida 66 78
decitex, en el baño de tinte de agotamiento enfriado, y se repitió
el procedimiento de teñido. Se indican los valores L para las
muestras de spandex y las muestras de poliamida en la Tabla 17.
Los datos muestran mayores rendimiento de tinte
para el spandex de la invención de modo que las muestras de
poliamida teñidas con el baño de agotamiento de las muestras de
spandex para comparación se encuentran más coloreadas (tienen un
valor de L menor) que las muestras de poliamida teñidas con el baño
de agotamiento del spandex de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Se llevaron a cabo experimentos para determinar
la tasa de captación de tinte. Cada muestra de 100% spandex en tubo
Lawson se tiñó por separado en una relación de licor de 10:1 con
0,6% de Nylosan Brilliant Blue N-FL 180% C.I. Acid
Blue 278 a pH 6,0. Se aumentó la temperatura del baño lentamente a
1ºC por minuto hasta 98ºC. Se recogieron muestras de solución de
baño de tinte de cada célula cuando las temperaturas de teñido
aumentaban hasta 40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC, 80ºC, 90ºC y 98ºC, y se
recogió también una muestra de la solución de baño de tinte al
final del ciclo de teñido después de 60 minutos a 98ºC. En cada baño
de tinte de agotamiento por separado se sumergió una muestra de
tela de poliamida 66 78 decitex, de 68 filamentos semiopaca y se
tiñó para ilustrar la cantidad de colorante no recogida por la
muestra de spandex. Se indican valores L para las telas de spandex
teñidos en la Tabla 18 A, los valores L para las telas de poliamida
teñidas con las muestras del baño de agotamiento se indican en la
Tabla 18B.
Los datos en las anteriores Tablas muestran
mayor interacción de tinte y fibra para calcetado de tela del
spandex de los Ejemplos 15 y 16. La tela de spandex del Ejemplo 15
muestra mayor captación de tinte a aproximadamente
40-50ºC con el baño de tinte limpio de color a 60ºC,
como se ilustra con las tinciones del baño de agotamiento. La tela
del Ejemplo 16 muestra mayor captación de tinte a aproximadamente
40-60ºC con el baño de tinte claro de color a 70ºC,
como se ilustra con las tinciones del baño de agotamiento. Las otras
muestras presentan captación de tinte reducida y no presenta
agotamiento del tinte.
\vskip1.000000\baselineskip
Se determinó la velocidad de captación de tinte
y reparto de color cuando se tiñe de forma competitiva con un hilo
asociado que contiene sitios de tinte similares con teñido de
muestras en tubo Lawson 100% spandex con una tela semiopaca de 68
filamentos de poliamida 66, 78 decitex (78f68 T3) con una relación
de licor de 10:1 con 0,6% de Nylosan Brilliant Blue
N-FL 180% CI Acid Blue 278 a pH 6,0. Se aumentó la
temperatura del baño en 1ºC por minuto hasta 98ºC y se mantuvo a
esta temperatura durante 60 minutos. Se recogieron muestras de cada
célula y se mantuvieron los baños de tinte cuando la temperatura se
aumentó a 40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC, 80ºC, 90ºC y 98ºC y se recogió
una muestra al final de ciclo de teñido. En la Tabla 19 se indican
valores L para las muestras de spandex y las muestras de
poliamida.
La tela trenzada del spandex de los Ejemplos 15
y 16 muestra captación de tinte, capacidad de teñido considerables
y mayores rendimientos de color frente a las otras muestras. Estas
muestras de tela también muestran fuerte reparto en condiciones de
fuerte teñido a aproximadamente 80-98ºC. Las otras
muestras de tela de spandex muestran rendimientos de color
reducidos respecto a los que contienen el spandex de los Ejemplos 15
y 16.
En los ejemplos de tela siguientes el urdidor
fue un urdidor modelo 22E (American Liba, Inc., Piedmont, SC). Se
urdieron 1340 extremos de spandex Lycra® en enjullos forjados de
alta resistencia nº 21TN42 (disponibles en
Briggs-Shaffner Co., Winston-Salem,
NC) a 50 ó 100 yardas por minuto (46 ó 91 metros por minuto) de
velocidad de fileta usando un cruce plano. Se aplicó estiramiento
activando los rodillos de preestiramiento y enjullo a las
revoluciones por minuto (rpm) relativamente apropiadas. La velocidad
de urdido estuvo limitada por el elevado estiramiento usado y la
velocidad superior de los motores; en operación comercial, el
reajuste del urdidor con motores de mayores velocidad puede
permitir mayores velocidades de urdido. La fileta era un rodillo
retirable modelo 6 de American Liba. Los enjullos eran de 42
pulgadas (107 cm) de anchura y tenían rebordes de 21 pulgadas (53
cm). Las circunferencias izquierda, media y derecha de cada enjullo
se midieron y se encontró que eran sustancialmente iguales. Para
todos los ejemplos el nivel de preestiramiento usado fue de 125% y
la elongación de enjullo final fue de 65%.
Usando conjuntos de tres enjullos se realizó el
trenzado en una máquina de trenzado RACOP modelo 4E
32-gauge Tricot que presenta agujas compuestas y un
ancho de trabajo máximo de 130 pulgadas (3302 mm), fabricadas por
Karl Mayer. No se observaron dificultades en la retirada del spandex
de los enjullos. El urdido fue spandex 100% liso. La fibra no
elastomérica fue nailon Type 865 Antron® de 13 filamentos de 40
denier (44 decitex) (un nombre comercial registrado de Invista S. à
r. l.). La longitud de la madeja de nailon era de 58 pulgadas
(147,3 cm) en todos los ejemplos. Las telas fueron una construcción
Jersey Tricot convencional, estando el nailon trenzado como
2-3/1-0 (en notación de cadena de
trenzado por urdimbre) y estando el spandex trenzado como
1-0/1-2.
Las telas en crudo fueron aprestadas con
termofijado en un secador Krantz pin frame de tres cámaras diseñado
para ser calentado con vapor hasta 250ºF (121,1ºC) y eléctricamente
por encima de 250ºF (121,1ºC). El teñido se llevó a cabo en una
máquina de teñido por chorro horizontal Hisaka modelo H. Todos los
ejemplos se tiñeron de azul real usando el mismo procedimiento de
teñido de poliamida/spandex convencional y se secaron a anchura
natural (120ºC/45 segundos). Se tiñeron las telas y se aprestaron
usando el siguiente procedimiento: se añadió 2,5% en peso de
Lanaset Blue 2R a 30ºC/pH 7,0-7,5. Se aumentó luego
la temperatura hasta 98ºC durante 45 minutos y se mantuvo constante
durante 45 minutos. Se ajustó el pH de la tela a 4,5 con ácido
acético, se enfrió la temperatura hasta 72ºC, se aclaró la tela y
luego se drenó el baño de tinte. Se sometieron luego las telas a
vacío suavemente y se secaron a 120ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usó spandex Lycra® comercial (tipo
T-162B), representativo de spandex preparada como en
el ejemplo 9, de 41,7 denier efectivos (46,3 decitex) para hacer
una tela para comparación. La tensión de trenzado del spandex fue
de 15 gramos para cada grupo de tres extremos y la longitud de la
madeja fue de 21,2 pulgadas (53,8 cm), dando un contenido de
spandex de 17,1% en peso. La calidad de tela cruda fue de 70,7 cpi.
La tela trenzada tenía un peso base de 291 g/m y una energía de
carga a 80% de extensión de aproximadamente 1790 g. Se llevó a cabo
el termofijado a 385ºF (196ºC) durante 45 segundos con 10% de
sobrealimentación a 5% sobre la anchura natural. La tela se tiñó
por chorro de azul y luego se secó/aprestó en un peso final de 187
g/m^{2} y anchura de 151 cm. Se presentan las propiedades de la
tela en la Tabla 20.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usó hilo de spandex del ejemplo 17 de 41,2
denier efectivos (45,8 decitex) para fabricar una tela que comprende
hilo de spandex de la invención. La tensión de trenzado del spandex
fue de 15 gramos por cada grupo de tres extremos y la longitud de
la madeja fue de 20,7 pulgadas (52,6 cm), resultando en un contenido
de spandex de 16,4% en peso. La calidad de la tela cruda fue de
70,7 cpi. La tela trenzada tenía un peso base de 290 g/m^{2} y
una energía de carga a 80% de extensión de aproximadamente 1970 g.
Se llevó a cabo el termofijado a 375ºF (190ºC) durante 45 segundos
con sobrealimentación de 10% a 5% sobre la anchura natural. La tela
se tiñó por chorro de azul y luego se secó/aprestó en un peso final
de 170 g/m^{2} y anchura de 150 cm. En la Tabla 20 se presentan
las propiedades de la tela.
Los datos de la Tabla 20 demuestran que la
energía de carga "en forma hilada" (EC) permite menor contenido
de tela de spandex (cuando se trenza a tensión constante) y la
fuerza de recuperación de la tela deseada se puede mantener
constante incluso con menor porcentaje en peso de spandex en la
tela.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usó hilo de spandex del Ejemplo 10 de 40,0
denier efectivos (44 decitex) para preparar una tela que comprende
hilo de spandex. La tensión de trenzado del spandex fue de 15 gramos
para cada grupo de tres extremos y la longitud de la madeja fue de
20,0 pulgadas (50,8 cm), resultando en un contenido de spandex de
16,3% en peso. La calidad de la tela cruda fue de 70,7 cpi. Se
llevó a cabo el termofijado a 375ºF (190ºC) durante 45 segundos con
10% de sobrealimentación a 5% sobre la anchura natural. Se tiñó la
tela por chorro de azul y luego se aprestó en un peso final de 198
g/m^{2} y anchura de 156 cm.
La tela aprestada presentaba 16,3% en peso de
contenido de spandex y 0,30 kg de fuerza de recuperación de tela a
50% de extensión. La energía de carga en forma hilada fue de 5,83
gramos, la energía de descarga en forma hilada fue de 1,08 gramos,
la VI inicial de la fibra fue de 1,04 dl/g, y la VI de la fibra
tratada con calor fue de 3,06 dl/g. Estos datos muestran que se
puede mantener aceptablemente la energía de recuperación de la
tela, en parte, con VI de fibra superior tras tratamiento con calor,
así como durante el teñido de la tela y proceso de apresto.
Claims (23)
1. Spandex que tiene un contenido de amina
primaria en forma hilada de al menos 5 meq/kg, teniendo el spandex
teñido una luminosidad de tonalidad del color mejorada \DeltaL,
tomada como un valor absoluto, de al menos 3,0 en la escala de
color CIELAB, como se determina por espectrocolorimetría cuando se
compara con el valor L de luminosidad de tonalidad de color de
spandex que tiene un contenido de amina primaria en forma hilada
menor que 3 meq/kg:
formándose el spandex a partir de un polímero de
poliuretanourea que es el producto de reacción de (a) al menos un
glicol polimérico, (b) una mezcla de diisocianato que comprende (i)
al menos aproximadamente 78 por ciento en moles de
1-isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benceno
(4,4'-MDI) y (ii) al menos aproximadamente 5 por
ciento en moles de
1-isocianato-2-[(4-isocianatofenil)metil]benceno
(2,4'-MDI); (c) al menos un extensor de cadena; y
(d) al menos un terminador de cadena de amina, y
el spandex se tiñe con un tinte seleccionado del
grupo consistente en tintes ácidos, tintes directos, tintes
premetalizados y sus combinaciones.
2. El spandex de la reivindicación 1, en el que
el spandex en forma hilada tiene un contenido de amina primaria de
al menos 10 meq/kg.
3. Spandex que tiene un contenido de amina
primaria desgomada de aproximadamente 3 meq/kg, teniendo el spandex
teñido una luminosidad de tonalidad de color mejorada \DeltaL,
tomada como un valor absoluto, de al menos 3,0 en la escala de
color CIELAB como se determina por espectrocolorimetría cuando se
compara con el valor L de luminosidad de tonalidad de color de
spandex que tiene un contenido de amina primaria en forma hilada
menor que 3 meq/kg;
formándose el spandex a partir de un polímero de
poliuretanourea que es el producto de reacción de (a) al menos un
glicol polimérico, (b) una mezcla de diisocianato que comprende (i)
al menos aproximadamente 78 por ciento en moles de
1-isocianato-4-[(4-isocianatofenil)metil]benceno
(4,4'-MDI) y (ii) al menos aproximadamente 5 por
ciento en moles de
1-isocianato-2-[(4-isocianatofenil)metil]benceno
(2,4'-MDI); (c) al menos un extensor de cadena; y
(d) al menos un terminador de cadena de amina, y
el spandex se tiñe con un tinte seleccionado del
grupo consistente en tintes ácidos, tintes directos, tintes
premetalizados y sus combinaciones.
4. El spandex de la reivindicación 1 ó 3, en el
que el spandex se tiñe con al menos un tinte reactivo excluyendo
tintes reactivos de algodón de monoclorotriazina y
fluoroclorotriazina.
5. El spandex de la reivindicación 1 ó 3 que
tiene, después de un lavado, una luminosidad de tonalidad de color
mejorada \DeltaL, tomada como un valor absoluto, de 3,0 o más en
la escala de color CIELAB como se determina por
espectrocolorimetría cuando se compara con spandex que tiene un
contenido de amina primaria en forma hilada menor que 3 meq/kg.
6. El spandex de la reivindicación 1 ó 3 que
tiene una resistencia a la degradación inducida por cloro de al
menos 10 horas hasta rotura.
7. El spandex de la reivindicación 1 ó 3 que
tiene una energía de carga de 4,0 gramos a 7,5 gramos.
8. El spandex de la reivindicación 1 ó 3 que
tiene una energía de carga de 4,5 gramos a 6,2 gramos.
9. El spandex de la reivindicación 1 ó 3 que
tiene una energía de descarga de 1,0 gramos a 1,2 gramos.
10. El spandex de la reivindicación 1 ó 3 que
tiene una eficiencia de termofijación de al menos 86% a 190ºC a un
estiramiento de 1,5 veces.
11. Una tela que comprende el spandex de la
reivindicación 1 ó 3 y al menos una fibra seleccionada del grupo
consistente en fibras de proteínas, celulósicas y de polímeros
sintéticos, o una combinación de dichos miembros.
12. La tela de la reivindicación 11, en la que
la tela se tiñe con un tinte seleccionado del grupo consistente en
tintes ácidos, tintes directos y tintes premetalizados, o una
combinación de dichos miembros.
13. La tela de la reivindicación 11, en la que
la tela se tiñe con al menos un tinte reactivo excluyendo tintes
reactivos de algodón de monoclotriazina y fluoroclorotriazina.
14. La tela de la reivindicación 11, en la que
el contenido de spandex varía de 0,5% a 40% en peso de spandex.
15. La tela de la reivindicación 11, en la que
la fuerza de recuperación de la tela a una extensión del 50% en la
dirección de la urdimbre varía de 0,2 kg a 0,5 kg.
16. Una prenda que comprende la tela de la
reivindicación 11.
17. Una prenda que comprende la tela de la
reivindicación 12.
18. Una prenda que comprende la tela de la
reivindicación 13.
19. El spandex de la reivindicación 1 ó 3
caracterizado además por una concentración de potenciador de
tinte insuficiente para proporcionar la mejora observada en la
luminosidad de tonalidad de color \DeltaL, a un contenido de
amina primaria en forma hilada constante.
20. El spandex de la reivindicación 1 ó 3
caracterizado además por una concentración de potenciador de
tinte menor que 5% en peso.
21. El spandex de la reivindicación 1 ó 3
caracterizado además por una concentración de potenciador de
tinte menor que 1% en peso.
22. El spandex de la reivindicación 1 ó 3
caracterizado además por una concentración de potenciador de
tinte menor que 0,7% en peso.
23. El spandex de la reivindicación 1 ó 3
caracterizado además por estar sustancialmente exento de
potenciadores de tinte tal como los definidos en la presente
memoria.
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