Hilo elástico de poliuretano que tiene componentes estructurales principales de diol polimérico y diisocianato,

incluyendo dicho hilo elástico de poliuretano un polímero que contiene un grupo sulfonato, y la concentración molardel monómero que tiene un grupo sulfonato es al menos un 5% en moles, en el que dicho monómero que tiene ungrupo sulfonato es un polímero de condensación de formaldehído.

Hilo elástico de poliuretano y procedimiento de producción del mismo

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un hilo elástico de poliuretano que tiene una alta resistencia al estirado, alta 5 resistencia, resistencia al álcali, resistencia a diversos agentes químicos, alta resistencia al calor y la capacidad de teñirse con tintes catiónicos con color sólido, y a un procedimiento de producción del mismo.

Antecedentes de la tecnología relacionada

Las fibras elásticas encuentran una amplia aplicación como material industrial y material para tejidos estirables que, debido a sus excelentes características de estirado, se usan para medias, ropa interior y ropa deportiva, etc.

La alta resistencia al estirado, alta resistencia, alta resistencia química, alta resistencia al calor y solidez de color de los tintes se requieren de tales fibras elásticas, especialmente hilos elásticos de poliuretano. En particular, en el área de la resistencia química, las mezclas de tejidos que usan combinaciones con hilo de poliéster han experimentado una fuerte demanda, y el procesamiento de tales poliésteres para hacerles más ligeros de peso y resistentes a manchas requiere resistencia a compuestos químicos tales como álcalis, sales de amonio cuaternario, ácidos grasos

insaturados, etc.

La tecnología convencional que se ha usado para conferir tal resistencia química implica incluir fluoruro de polivinilideno en una solución de hilado de poliuretano. Véase la Patente Japonesa Nº Sho 60-44406.

Sin embargo, tal hilo elástico de poliuretano que incluye fluoruro de polivinilideno presenta una elasticidad y resistencia al calor inadecuadas y, especialmente, cuando se usa en tejidos combinados con hilo de poliéster que

experimenta reducción de peso o procesamiento de impermeabilizado a manchas, la resistencia química del tejido resultante es insuficiente, lo que puede limitar su uso.

Otra de estas tecnologías implica la inclusión de sulfonato de alcohol polivinílico modificado o taninos sintéticos de compuestos de sulfona en la solución de hilado de poliuretano. Véase la Patente de Estados Unidos Nº 6.635.347 y la Patente Japonesa Nº Hei 7-68657. Sin embargo, incluso cuando los compuestos que contienen grupos sulfonato

están incluidos, su baja proporción de contenido también provoca niveles insatisfactorios de resistencia química, especialmente en tejidos combinados con poliéster que requieren un procesamiento de impermeabilizado a manchas. Adicionalmente, en el caso de este último, los propios compuestos presentan un color marrón oscuro, que se adhiere fuertemente al hilo resultante, limitando de esta manera su uso.

Adicionalmente, el hilo elástico de poliuretano se fabrica a partir de una amplia diversidad de materias primas, y se

usa en un intervalo cada vez más amplio de combinaciones, no solo con fibras sintéticas tales como nylon o poliéster, sino también con fibras naturales tales como algodón, lana y fibras semi-sintéticas. Por consiguiente, cuando los productos estirables se tiñen, puede requerirse también una buena solidez del color, dependiendo de la aplicación.

En productos estirables convencionales, cada una de las materias primas se tiñe independientemente, lo que

conduce a una buena solidez del color, pero puesto que tal solidez del color buena no puede conseguirse en las fibras de poliuretano, normalmente se dejan sin teñir. Las razones para esto radican en la estructura química, en que el polímero de poliuretano no tiene suficientes grupos funcionales para la adsorción del tiente y, adicionalmente, debido a su bajo grado de cristalización, una vez teñido, no puede retener el tinte de una manera sólida. Por consiguiente, en tejidos que contienen un hilo elástico de poliuretano, la única manera de conseguir un grado

práctico de solidez del color es mediante el lavado repetido del tejido para retirar el tinte que no se ha adsorbido químicamente. Sin embargo, el lavado repetido del tinte que se adsorbe inicialmente en el tejido no solo supone un uso antieconómico de grandes cantidades de agua y energía, sino que da como resultado una mala reproducibilidad del color entre los diferentes lotes teñidos.

Sin embargo, si el hilo elástico de poliuretano se deja sin teñir, cuando un tejido se estira, el hilo elástico de

45 poliuretano interno llega a la superficie, lo que afecta a la estética y la profundidad de color del tejido, dejando una demanda de combinaciones de materias primas de fibra que puedan teñirse del mismo color y esta demanda es especialmente destacada para colores oscuros, tales como negro, usados en productos fibrosos. Adicionalmente, existe una demanda adicional de maneras para cambiar el color de los productos fibrosos, tal como teñir las materias primas en combinaciones usando hilo elástico de poliuretano de diferentes colores.

50 Una tecnología conocida en la técnica anterior para teñir fibras elásticas implica añadir pigmentos a la solución centrifugada de poliuretano para producir un hilo hilado-teñido. Véase la Solicitud de Patente no Examinada Japonesa Nº 2000-73233. Aunque tal hilo elástico de poliuretano que contiene pigmentos presenta una excelente solidez del color, el número de colores que puede usarse está limitado y es muy costoso, lo que limita sus aplicaciones.

Otra tecnología de tinción convencional implica la adición de una amina a los hilos elásticos tal como poliuretano, y el uso de adsorción de los tintes ácidos o tintes que contienen metal. Sin embargo, en los casos en los que el peso del radical del grupo terminal es bajo, no puede conseguirse una densidad de color adecuada y, a la inversa, cuando el peso del radical del grupo terminal amina aumenta, debido a las diferentes propiedades de adsorción del tinte con las otras fibras tales como nylon que están en la combinación, cuando se tiñe con formulaciones de los tres colores primarios, se producen colores diferentes, lo que hace que el emparejamiento de color sea muy difícil.

Otra tecnología de tinción convencional implica el uso de dispersiones de tinte. Aunque los tintes dispersados producen una buena absorción en el hilo elástico de poliuretano, la resistencia de adsorción del tinte permanece débil, y es imposible obtener colores altamente densos, o colores de densidad media que permanezcan con un color sólido durante su uso. Véase la Patente Japonesa Nº 3826377.

Adicionalmente, otra estructura de fibra implica el uso de una fibra elástica de copolímero de bloques de poliéterpoliéster que puede teñirse con tintes catiónicos. Sin embargo, debido a que la fibra elástica de copolímero de bloques de poliéter-poliéster tiene un menor grado de alargamiento y una resistencia al calor inferior en comparación con la fibra elástica de poliuretano, solo se usa raramente. Solicitud de Patente no Examinada Japonesa Nº 2001140167. El documento WO 03/089 700 desvela fibras elásticas y usos de las mismas. El documento JP 2002/249 930 desvela fibras de poliuretano elastoméricas.

Sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es resolver los problemas descritos anteriormente asociados con la técnica anterior mediante la provisión de un hilo elástico de poliuretano y un procedimiento de producción del mismo, que presenta resistencia al álcali, resistencia a diversos agentes químicos, alta resistencia, alta resistencia y alargamiento, alta resistencia al calor y la capacidad de ser teñido con tintes catiónicos con solidez de color y, adicionalmente, que proporciona tejidos altamente estéticos cuando se usan en combinaciones.

Los medios a continuación se han adoptado para conseguir los objetivos anteriores para el hilo elástico de poliuretano de acuerdo con la presente invención.

El hilo elástico de poliuretano generalmente tiene los componentes estructurales principales de diol polimérico y diisocianato, incluyendo dicho hilo elástico de poliuretano un polímero que contiene grupos sulfonato, y la concentración molar del monómero que tiene los grupos sulfonato es al menos del 5% en moles.

Adicionalmente, en el procedimiento de producción del hilo elástico de poliuretano de acuerdo con la presente invención, el polímero que contiene grupos sulfonato se añade a la solución de poliuretano... [Seguir leyendo]

1. Hilo elástico de poliuretano que tiene componentes estructurales principales de diol polimérico y diisocianato, incluyendo dicho hilo elástico de poliuretano un polímero que contiene un grupo sulfonato, y la concentración molar del monómero que tiene un grupo sulfonato es al menos un 5% en moles, en el que dicho monómero que tiene un grupo sulfonato es un polímero de condensación de formaldehído.

2. El hilo elástico de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dicho polímero que contiene un grupo sulfonato es un copolímero de un monómero que tiene un grupo sulfonato y un monómero que tiene un grupo sulfonilo (excluyendo el ácido sulfónico) .

3. El hilo elástico de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 2 en el que dicho monómero que tiene un grupo sulfonilo (excluyendo el ácido sulfónico) es una sulfona aromática.

4. El hilo elástico de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 3 en el que dicho monómero que tiene un grupo sulfonilo (excluyendo el ácido sulfónico) es una dihidroxi difenil sulfona.

5. El hilo elástico de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 2 en el que el copolímero de dicho monómero que tiene un grupo sulfonato y dicho monómero que tiene un grupo sulfonilo (excluyendo el ácido sulfónico) es un polímero de condensación de formaldehído de sulfonato de benceno o sulfonato de fenol y 4, 4'-dihidroxi difenil sulfona.

6. El hilo elástico de poliuretano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que el valor b según se determina por un colorímetro tipo Hunter es menor de 15.

7. El hilo elástico de poliuretano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que presenta propiedades de tinción de L* : 20 cuando se tiñe con un tinte catiónico negro.

8. El hilo elástico de poliuretano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que el contenido de dichos grupos sulfonato es mayor que o igual a 10 milimoles/kilogramo y menor de o igual a 500 milimoles/kilogramo.

9. Tejido estirable en el que se combinan el hilo elástico de poliuretano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y otras fibras.

10. Un procedimiento de producción del hilo elástico de poliuretano que contiene un polímero que contiene un grupo sulfonato y la concentración molar del monómero que tiene un grupo sulfonato es al menos del 5% en moles, cuando se produce un hilo elástico que comprende poliuretano que tiene componentes estructuras principales de polímero y diisocianato, en el que dicho polímero que contiene un grupo sulfonato se añadeles a la solución de poliuretano que tiene componentes estructurales principales de diol polimérico y diisocianato, y se realiza el hilado, y en el que dicho monómero que tiene un grupo sulfonato es un polímero de condensación de formaldehído.

11. Un procedimiento de producción de hilo elástico de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 10 en el que dicho polímero que contiene un grupo sulfonato usa un monómero que tiene una sal de ácido sulfónico.