CH370568A - Gemisch, enthaltend einen Polyester und ein Lösungsmittel für denselben und Verfahren zur Herstellung des Gemisches - Google Patents

Description

  Gemisch, enthaltend einen Polyester und ein Lösungsmittel     für    denselben  und Verfahren zur Herstellung des Gemisches    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue  Mischungen von Polyestern und     Lösungsmitteln,     welche zu     Gebrauchsartikeln    verformt werden kön  nen, beispielsweise zu     Bändern,    Filmen, Borsten,  Fäden, Fasern usw.  



  Es sind verschiedene Methoden bekannt zur  Umwandlung von Polyestern aus     Dicarbonsäuren    und  Glykolen zu Fäden und Fasern, wie z. B. das soge  nannte     Schmelzspinn-Verfahren,    das     Nassspinn-          Verfahren    und das     Trockenspinn-Verfahren.     



  Beim     Schmelzspinn-Verfahren    werden     Polyester-          Schnitzel    auf einem heissen Rost     geschmolzen;    die  Schmelze läuft durch eine Filterschicht aus kleinen  Partikeln, beispielsweise Sand oder dergleichen.  Hierauf wird die     Schmelze    durch eine Spinndüse aus  gepresst, und die gebildeten Fäden werden gekühlt.  Das Schmelzspinnen weist gewisse Nachteile auf, so  z. B. die Notwendigkeit der Anwendung von sehr  hohen Temperaturen, wodurch die Zugabe von       Plastifizierungsmitteln    und     Modifizierungsmitteln    er  schwert wird, weil solche Zusätze eine Neigung be  sitzen, sich zu verfärben oder zu zersetzen.  



  Beim     Trockenspinn-Verfahren    wird der Polyester  in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und in  üblicher Weise durch eine Spinndüse ausgepresst.  Das Auspressen der Lösung erfolgt in einer Atmo  sphäre eines     inerten    Gases, welches erhitzt sein  kann. Die Bewegung der     inerten    Gasatmosphäre und  der     ausgepressten    Faser sowie die Anwendung von  Hitze helfen mit, das flüchtige     Lösungsmittel    zu ent  fernen.  



  Das     Nassspinn-Verfahren,    bei welchem eine Lö  sung des Polyesters in ein Bad ausgepresst wird, wel  ches ein Nichtlösungsmittel für den Polyester enthält,  besitzt gegenüber dem     Schmelzspinn-Verfahren    eine  Anzahl von     Vorteilen.    Beispielsweise ist das Nass-    spinn-Verfahren im allgemeinen wirtschaftlicher und  kann bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt  werden. Somit besitzen     Plastifizierungsmittel    und an  dere Zusätze eine nur geringe Neigung, sich zu ver  färben oder zu zersetzen.

   Ausserdem sind gewisse  Typen von     Plastifizierungsmitteln    und     Modifizie-          rungsmitteln    weniger     geeignet,    zum Vermischen mit  einer     Schmelze    bei hohen Temperaturen, während  sie einer Polyesterlösung bei einer niedrigeren  Temperatur leicht einverleibt werden können. Lösun  gen haben den weiteren Vorteil, dass sie leicht zu  Folien oder Überzügen von gleichmässiger Dicke ge  gossen werden können. Dies ist bei einer Polyester  schmelze äusserst schwierig wegen deren relativ  hoher Viskosität.  



  Das     Nassspinn-Verfahren    wurde indessen bisher  für Polyester technisch nicht angewendet, weil ge  eignete Lösungsmittel fehlten. Im allgemeinen sind  Polyester in den     gewöhnlicheren    organischen Lö  sungsmitteln unlöslich. Es besteht ein Mangel an  billigen, lösekräftigen, nichtkorrosiven und leicht  gewinnbaren Lösungsmitteln für die gebräuchlicheren  Polyestertypen.  



  Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Gemisch,  das einen gegebenenfalls modifizierten Polyester aus  mindestens einer     Dicarbonsäure    und mindestens       einem    Glykol der Formel     HO-(CH.)"-OH,        in    wel  cher n     eine    ganze Zahl von 2-10 bedeutet, sowie ein  Lösungsmittel für den Polyester enthält, dadurch  gekennzeichnet, dass das     Lösungsmittel    der     Methyl-          oder        Athylester    der     Benzoesäure    oder der o-, m- oder       p-Methylbenzoesäure    ist.  



  Das Lösungsmittel ist also     Methyl-p-toluat,        Me-          thyl-o-toluat,        Methyl-m-toluat,        Äthyl-o-toluat,        Äthyl-          m-toluat,        Äthyl-p-toluat,        Methylbenzoat    oder     Äthyl-          benzoat.         Lösungen von hohem     Feststoffgehalt    und guter  Stabilität lassen sich durch Vermischen des Polyesters  mit einem dieser Lösungsmittel und Erhitzen auf eine  Temperatur im Bereich von 90  C bis     zum    Siede  punkt des Gemisches herstellen.

   Die minimalen  Temperaturen für die Auflösung des Polyesters  schwanken etwa zwischen 90 und 165  C, je nach der  Art des verwendeten Lösungsmittels. Gewünschten  falls kann das Gemisch beim Erhitzen gerührt wer  den. Dies ist jedoch nicht nötig, um     Auflösung    zu  erzielen. Es wurde indessen festgestellt, dass der  Polyester glatter, gleichmässiger und rascher in Lö  sung geht, wenn gerührt wird.  



  Die maximale Konzentration des Polyesters,  welche in der Lösung erreicht werden kann, und die  Viskosität der Lösung hängen ab von der Natur des  Polyesters, des Lösungsmittels und der Temperatur.  Bei der Herstellung von Fäden und Fasern wird zur  Herstellung der Lösung in der Regel ein Polyester  mit einem     Molekulargewicht    von mindestens 10 000  verwendet. Wenn die Lösung als     überzugsmittel    oder  als Lack verwendet werden soll, so können Poly  ester mit niedrigerem     Molekulargewicht    verwendet  werden. Spinnlösungen mit bis zu 25 Gewichts  prozent Polyester eignen sich zur Herstellung von  Fäden und     Fasern,    wobei man vorzugsweise Lösun  gen verwendet, welche 10-25     Gew.o/o    Polyester ent  halten.

    



  Bei den im Zusammenhang mit der vorliegenden       Erfindung    in Betracht fallenden Polyestern handelt  es sich um solche, welche gebildet sind aus     Dicarbon-          säuren    und Glykolen, wobei auch     Copolyester    oder  Modifikationen dieser Polyester und     Copolyester    in  Frage kommen. In hochpolymerisiertem Zustand  können diese Polyester und     Copolyester    zu Fasern  und ähnlichem geformt und     anschliessend    durch  Kaltstrecken permanent     orientiert    werden.  



  Zur Herstellung der Polyester können die     Di-          carbonsäuren    selber oder     esterbildende    Derivate der  selben, wie Mono- oder     Diester    mit einwertigen  Alkoholen oder     Phenolen,    Ammonium- oder Amin  salze oder     Säurchalogenide,    verwendet werden.

   Als  Beispiele von geeigneten     Dicarbonsäuren    seien er  wähnt:       Terephthalsäure,        Isophthalsäuie,        Sebacinsäure,          Adipinsäure,        p-Carboxyphenylessigsäure,     Bernsteinsäure,     p,p'-Dicarboxybiphenyl,          p,p'-Dicarboxycarbanilid,          p,p'-Dicarboxythiocarbanilid,          p,p'-Dicarboxydiphenylsulfon,          p-Carboxyphenoxyessigsäure,          p-Carboxyphenoxypropionsäure,          p-Carboxyphenoxybuttersäure,

            p-Carboxyphenoxyvaleriansäure,          p-Carboxyphenoxycapronsäure,          p-Carboxyphenoxyönanthsäure,          p,p'-Dicarboxydiphenylmethan,          p,p'-Dicarboxydiphenyläthan,          p,p'-Dicarboxydiphenylpropan,          p,p'-Dicarboxydiphenylbutan,            p,p'-Dicarboxydiphenylpentan,          p,p'-Dicarboxydiphenylhexan,          p,p'-Dicarboxydiphenylheptan,          p,p'-Dicarboxydiphenyloctan,          p,p'-Dicarboxydiphenoxyäthan,          p,p'-Dicarboxydiphenoxypropan,

            p,p'-Dicarboxydiphenoxybutan,          p,p'-Dicarboxydiphenoxypentan,          p,p'-Dicarboxydiphenoxyhexan,          3-Alkyl-4-(ss-carboxy-äthoxy)-benzoesäure,          Oxalsäure,        Glutarsäure,        Pimelinsäure,    Korksäure,       Azelainsäure    sowie die Säuren der Formel       HOOC-(CHZ),i        O-CH2-        CH.-        O-(CHz)"-COOH,       in welcher n eine ganze Zahl von 1-4 bedeutet.

   Bei  spiele für Glykole, welche zur Herstellung der Poly  ester verwendet werden können, sind     Athylenglykol,          Trimethylenglykol,        Tetramethylenglykol    und     Deca-          methylenglykol.     



  Vorzugsweise verwendet man als Polyester     Poly-          äthylenterephthalat,    weil die     Terephthalsäure    und das       Äthylenglykol,    aus welchem dieses hergestellt ist,  leicht verfügbar     sind.    Es besitzt auch einen relativ  hohen     Schmelzpunkt    von etwa 250  C, welche Eigen  schaft bei der Herstellung von Fasern für die Textil  industrie sehr erwünscht ist.  



  Zu den modifizierten Polyestern und     Copoly-          estern,    welche bei der Durchführung der vorliegen  den Erfindung verwendet werden können, gehören  die oben erwähnten Polyester und     Copolyester,    die       modifiziert    sind mit     hydrophilen        Kettenabbrechern,     wie z.

   B. den monofunktionellen     esterbildenden        Poly-          äthern    der Formel         R-O-L(CH2)",Ol(CH2)"-OH       Darin ist R eine     Alkylgruppe    mit     1-4        C-Atomen;     m und n sind ganze Zahlen von 2-22, und x ist eine       ganze    Zahl grösser als Null, z. B. eine ganze Zahl  von 3-100 oder darüber.

   Beispiele für solche Ver  bindungen sind       Polyäthylenglykolmonomethyläther,          Polyäthylenglykolmonoäthyläther,          Polyäthylenglykolmonopropyläther,          Polyäthylenglykolmonoisopropyläther.     Eine andere ausgezeichnete     Kettenbeendigungs-          Verbindung    ist     Polyvinylmethyläther.    Modifikationen  können auch herbeigeführt werden durch Verwen  dung von     Kettenverzweigungsmitteln    zusammen mit  den Kettenabbruch bewirkenden Verbindungen.

   Als  Verzweigung herbeiführende Substanzen fallen zum  Modifizieren der Polyester polyfunktionelle Säuren  und Alkohole, deren Funktionalität grösser als 2 ist,  oder einfache Derivate von solchen in Betracht, ins  besondere Verbindungen der Formel  
EMI0002.0094     
      in welcher R, R' und R"     Alkylgruppen    mit 1-3       C-Atomen    und R"' Wasserstoff oder eine     Alkyl-          gruppe    mit 1-2     C-Atomen    bedeuten. Zu diesen  Verbindungen gehören z.

   B.     Trimethyltrimesat    und       Tripropyltrimesat.    Als     Kettenverzweigungsmittelseien          ferner    genannt     cycloaliphatische    oder gesättigte     ali-          phatische,    mindestens dreiwertige Alkohole, welche  nur C, H und O enthalten und 3-6     C-Atome    auf  weisen.  



  Beispiele für solche Verbindungen sind     Penta-          erythrit,        Sorbit,    Glycerin,     Mannit.    Weitere in Be  tracht fallende Polyester sind     Copolyester    aus     Te-          rephthalsäure,        Isophthalsäure    und     Äthylenglykol,    die  sowohl mit den oben angegebenen     Kettenbeendi-          gungsmitteln    als auch mit     Kettenverzweigungsmittehi     modifiziert sind.  



  Wenn man aus erfindungsgemässen Polyester  lösungen geformte Gegenstände mit     modifiziertem     Aussehen oder modifizierten Eigenschaften herstellen  will, kann man den Polyesterlösungen von der Her  stellung der Gegenstände verschiedene Substanzen  zusetzen, welche die gewünschten Wirkungen hervor  rufen, ohne dass diese auf die Lösungen eine schäd  liche Wirkung ausüben. Solche Zusätze können be  stehen aus     Plastifizierungsmitteln,    Pigmenten, Farb  stoffen, antistatischen Substanzen, die Brennbarkeit  herabsetzenden Substanzen usw.  



  In den folgenden Beispielen sind alle Prozente  gewichtsmässig zu verstehen.  



  <I>Beispiel 1</I>  9 g     Methyl-p-toluat    und 1 g     Polyäthylentereph-          thalat    wurden miteinander vermischt und unter  Rühren auf 170  C erhitzt, wobei sich das Polymer  rasch löste unter Bildung einer klaren, flüssigen Lö  sung, die sich sowohl zum Nass- wie auch zum  Trockenspinnen eignete.

   Beim Abkühlen verfestigte  sich die Lösung bei 155  C, doch liess sie sich durch  Anwendung von Wärme leicht wieder     verflüssigen.     <I>Beispiel 2</I>  9 g     Methyl-o-toluat    und 1 g     Polyäthylentereph-          thalat,    das mit     1019/o        Polyäthylenglykolmonomethyl-          äther    modifiziert war, wurden miteinander vermischt  und unter Rühren auf     170     C erhitzt, wobei sich  das Polymer rasch löste unter Bildung einer klaren,       flüssigen    Lösung.

   Beim Abkühlen verfestigte sich  die Lösung bei 155  C, doch liess sie sich durch An  wendung von Wärme leicht wieder     verflüssigen.     



  <I>Beispiel 3</I>  9 g     Methyl-o-toluat    und 1 g     Polyäthylentereph-          thalat,        das        mit        20%        Polyäthylenglykolmonomethyl-          äther    modifiziert war, wurden miteinander vermischt  und unter Rühren auf l70  C erhitzt, wobei sich das  Polymer rasch löste unter     Bildung    einer klaren,  flüssigen Lösung. Beim Abkühlen verfestigte sich die  Lösung bei 155  C, doch liess sie sich durch An  wendung von Wärme leicht wieder verflüssigen.

      <I>Beispiel 4</I>  9 g     Methyl-p-toluat    und 1 g     Polyäthylentereph-          thalat,        das        mit        20%        Polyäthylenglykolmonomethyl-          äther        modifiziert    war, wurden     miteinander    vermischt  und unter Rühren auf 170  C erhitzt, wobei sich das  Polymer rasch löste unter Bildung einer klaren, flüs  sigen Lösung. Beim Abkühlen verfestigte sich die  Lösung bei 155  C, doch liess sie sich durch Anwen  dung von Wärme leicht wieder verflüssigen.  



  <I>Beispiel S</I>  8 g     Methyl-p-toluat    und 2 g     Polyäthylentereph-          thalat    wurden miteinander vermischt und unter  Rühren auf 165  C erhitzt, wobei sich das Polymer  rasch auflöste unter Bildung einer klaren, flüssigen  Lösung, welche sich sowohl zum Nass- wie auch  zum Trockenspinnen eignete. Beim Abkühlen ver  festigte sich die Lösung bei 150  C, doch liess sie sich  durch Anwendung von Wärme leicht wieder verflüs  sigen.  



  <I>Beispiel 6</I>  9 g     Methylbenzoat    und 1 g     Polyäthylentereph-          thalat    wurden miteinander vermischt und unter  Rühren auf 160  C erhitzt, wobei sich das Polymer  rasch löste unter Bildung einer klaren, flüssigen Lö  sung, die sich sowohl zum Nass- wie auch zum       Trockenspinnen    eignete. Beim Abkühlen verfestigte  sich die Lösung bei 140  C, doch liess sie sich durch  Anwendung von Wärme leicht wieder verflüssigen.

    <I>Beispiel 7</I>  9 g     Methylbenzoat    und 1 g     Polyäthylentereph-          thalat,        das        mit        10%        Polyäthylenglykolmonoäthyl-          äther    modifiziert war, wurden     miteinander    vermischt  und unter Rühren auf 165  C erhitzt, wobei sich das  Polymer rasch löste unter Bildung einer klaren, flüs  sigen Lösung. Beim Abkühlen verfestigte sich die  Lösung bei 140  C, doch     liess    sie sich durch An  wendung von Wärme leicht wieder     verflüssigen.     



  <I>Beispiel 8</I>  9 g     Methylbenzoat    und 1 g     Polyäthylentereph-          thalat,        das        mit        20'%        Polyäthylenglykolmonoäthyl-          äther        modifiziert    war, wurden miteinander vermischt  und unter Rühren auf 160  C erhitzt, wobei sich das  Polymer leicht auflöste unter Bildung einer klaren,  flüssigen Lösung. Beim Abkühlen verfestigte sich die  Lösung bei 140  C, doch liess sie sich durch Anwen  dung von Wärme leicht wieder verflüssigen.  



  Erfindungsgemässe Mischungen können mit Er  folg verwendet werden zur Bildung von     Überzügen,     beispielsweise zum     Überziehen    von Textilgeweben.  So kann man z. B. ein Gewebe mit den hier beschrie  benen Polyesterlösungen überziehen     undloder    imprä  gnieren und dann mit einem Nichtlösungsmittel für  den Polyester     behandeln,    das heisst das Gewebe mit       demselben    durchnässen, um den Polyester in und  auf dem Gewebe auszufällen.

   Metalle, Papier und  undurchlässige     Folien    können ebenfalls nach den           üblichen    und     wohlbekannten    Verfahren mit erfin  dungsgemässen Polyesterlösungen überzogen werden.  



  Wichtig ist, dass sich erfindungsgemässe Mischun  gen leicht nach dem Nass- oder     Trockenspinn-Ver-          fahren    zu Formartikeln verarbeiten lassen, welche  Verfahren     wirtschaftlicher    sind als das     Schmelzspinn-          Verfahren.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Gemisch, enthaltend einen gegebenenfalls modifi zierten Polyester aus mindestens einer Dicarbonsäure und mindestens einem Glykol der Formel HO-(CH2)ri OH, in welcher n eine ganze Zahl von 2-10 bedeutet, sowie ein Lösungsmittel für den Polyester, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel der Methyl- oder Äthylester der Benzoesäure oder der o-, m- oder p-Methylbenzoesäure ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Gemisch nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester Polyäthylentereph- thalat ist. 2. Gemisch nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester modifiziert ist durch ein Kettenbeendigungsmittel, das der Formel R-O-[(CH2)n,0].- (CH2)ri OH, in welcher R eine Alkylgruppe mit 1-4 C-Atomen ist, m und n ganze Zahlen von 1-22 darstellen und x eine ganze Zahl grösser als Null bedeutet, ent spricht oder ein Polyvinylmethyläther ist. 3.

   Gemisch nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester ausserdem modifi ziert ist durch eine esterartig im Polyester gebundene Tricarbonsäure der Formel EMI0004.0029 in welcher R Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-2 C-Atomen ist, oder durch einen mindestens dreiwertigen, 3 bis 6 C-Atome aufweisenden, cyclo- aliphatischen oder gesättigten aliphatischen Alkohol. 4.

   Gemisch nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kettenbeendigungsmittel ein Polyäthylenglykolmonoäthyläther, ein Polyvinyhnethyläther, ein Polyäthylenglykolmonomethyläther, ein Polyäthylenglykolmonoisopropyläther oder ein Polyäthylenglykolmonopropyläther ist. 5. Gemisch nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester durch Trimesinsäure, Pentaeryhtrit, Sorbit oder Glycerin modifiziert ist. 6.

   Gemisch nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester in einer Menge von bis zu 25%, insbesondere von 10-250h, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, vorhanden ist. 7. Gemisch nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Lösungsmittel in einer Menge von 75-90 /o mit Bezug auf das Gesamtgewicht des Gemisches vorhanden ist. B. Gemisch nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester Polyäthylentereph- thalat ist und ein Molekulargewicht von mindestens 10 000 aufweist.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung des Gemisches gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man den Polyester mit dem Lösungsmittel vermischt. UNTERANSPRÜCHE 9. Verfahren nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel ein Me- thyl- oder Äthyltoluat verwendet, und dass man das Polyester-Lösungsmittel-Gemisch auf eine Tempe ratur, die im Bereich von l65 C bis zum Siede punkt des Gemisches liegt, erhitzt. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Methyl- oder Äthylbenzoat verwendet, und dass man das Polyester-Lösungsmittel-Gemisch auf eine Tempe ratur, die im Bereich von 160 C bis zum Siede punkt des Gemisches liegt, erhitzt.