CH373898A - Mischung, enthaltend einen Polyester und ein Lösungsmittel für denselben, und Verfahren zur Herstellung der Mischung - Google Patents

Description

  Mischung, enthaltend einen Polyester und ein Lösungsmittel für denselben,  und Verfahren zur Herstellung der Mischung    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue  Mischungen von Polyestern und Lösungsmitteln,  welche zu Gebrauchsartikeln verformt werden  können, beispielsweise zu Bändern, Folien, Borsten,  Fäden, Fasern usw.  



  Es sind verschiedene Methoden zur Umwandlung  von Dicarbonsäure-Glykol-Polyestern zu Fäden und  Fasern, wie z. B. das sogenannte Schmelzspinnver  fahren, das Nassspinnverfahren und das Trocken  spinnverfahren, bekannt.  



  Beim Schmelzspinnverfahren 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  ausgepresst, und die gebildeten Fäden werden ge  kühlt. 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 Trockenspinnverfahren wird der Polyester  in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und in  üblicher Weise durch eine Spinndüse ausgepresst. Das  Auspressen der Lösung erfolgt in eine Atmosphäre  eines inerten Gases, welches erhitzt sein kann. Die  Bewegung der inerten Gasatmosphäre und der aus  gepressten Faser sowie die Anwendung von Hitze  helfen mit, das flüchtige Lösungsmittel zu entfernen.  



  Das Nassspinnverfahren, bei welchem eine Lö  sung des Polyesters in ein Bad ausgepresst wird,  welches ein Nicht-Lösungsmittel für den Polyester  enthält, besitzt gegenüber dem Schmelzspinn  verfahren eine Anzahl von Vorteilen. Beispielsweise  ist das Nassspinnverfahren im allgemeinen wirtschaft-    licher und kann bei niedrigeren Temperaturen  durchgeführt werden. Somit besitzen     Plastifizierungs-          mittel    und andere Zusätze eine minimale Neigung,  sich zu verfärben oder zu zersetzen. Ausserdem sind  gewisse Typen von Plastifizierungsmitteln und Mo  difizierungsmitteln weniger geeignet zum Vermischen  mit einer Schmelze bei hohen Temperaturen, wäh  rend 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 wegen deren relativ hoher Viskosität  äusserst schwierig.  



  Das Nassspinnverfahren 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 bil  ligen, lösekräftigen, nicht korrosiven und leicht ge  winnbaren Lösungsmitteln für die gewöhnlicheren  Polyestertypen.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine  Mischung, enthaltend einen gegebenenfalls modifi  zierten Polyester aus mindestens einer Dicarbonsäure  und mindestens einem Glykol der Formel    HO-(CH2)n-OH,    in welcher n eine ganze Zahl von 2-10 ist, sowie  ein Lösungsmittel für den Polyester, die dadurch ge  kennzeichnet ist, dass das Lösungsmittel aus     p-Oxy-          benzaldehyd,    Furfural oder Piperonal besteht.  



  Weiter ist Gegenstand des vorliegenden Patentes  ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Mi  schung. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeich  net, dass man einen gegebenenfalls modifizierten      Polyester aus mindestens einer Dicarbonsäure und  mindestens einem Glykol der Formel  HO-(CH 2)n OH,  worin n eine ganze Zahl von 2-10 ist, mit einem  aus p-Oxybenzaldehyd, Furfural oder Piperonal be  stehenden Lösungsmittel für den Polyester vermischt,  worauf man das Gemisch auf eine Temperatur, die  im Bereiche von 130  C bis zum Siedepunkt des Ge  misches liegt, erhitzt.  



  Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lassen  sich Lösungen mit hohem Feststoffgehalt und guter  Stabilität herstellen.  



  Wenn erwünscht, können die Gemische beim  Erhitzen gerührt werden. Dies ist indessen nicht not  wendig, um Auflösen zu bewirken. Obschon das  Rühren nicht notwendig ist, wurde gefunden, dass,  wenn man rührt, der Polyester gleichmässiger und  rascher in Lösung geht.  



  Die maximal erreichbare Konzentration der Poly  ester in der Lösung sowie die Viskosität der Lösung  hängen von der Art des Polyesters und des Lösungs  mittels sowie von der Temperatur ab. Bei der Her  stellung von Fäden und Fasern verwendet man zur  Herstellung der Lösung in der Regel einen Polyester  mit einem Molekulargewicht von mindestens 10 000.  Soll die Lösung verwendet werden für Überzüge  oder als Lack, so kann man auch Polyester mit ge  ringerem Molekulargewicht verwenden. Zur Her  stellung von Fäden oder Fasern eignen sich Spinn  lösungen, welche bis zu 35 Gewichtsprozent Poly  ester enthalten. Vorzugsweise verwendet man Lö  sungen, die 10-25 Gewichtsprozent des Polyesters  enthalten.  



  Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Er  findung verwendeten Polyester sind solche, welche  gebildet sind aus Dicarbonsäuren und Glykolen,  wobei es sich auch um Copolyester oder Modifika  tionen dieser Polyester und Copolyester handeln  kann. In hochpolymerisiertem Zustand können  diese Polyester und Copolyester zu Fasern und  Ähnlichem geformt und anschliessend durch Kalt  strecken permanent orientiert werden. Zur Herstel  lung der Polyester können die Dicarbonsäuren selber  oder esterbildende Derivate derselben, wie     Mono-          oder    Diester mit einwertigen Alkoholen oder Pheno  len, Ammonium- oder Aminsalze oder Säurehalo  genide, verwendet werden.

   Als Beispiele von in Be  tracht kommenden Dicarbonsäuren seien erwähnt:  Terephthalsäure, Isophthalsäure, 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'-Dicarboxyphenoxypentan,  p,p'-Dicarboxydiphenoxyhexan,

    3-Alkyl-4-(B-carboxy-äthoxy)-benzoesäure,  Oxalsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Korksäure,  Azelainsäure sowie Säuren der Formel  HOOC-(CH2)n-O-CH2-CH2-O-(CH2)n-COOH    in welcher n eine ganze Zahl von 1-4 bedeutet. Bei  spiele für Glykole, welche verwendet werden können  zur Herstellung der Polyester, sind Äthylenglykol,  Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol und     Deca-          methylenglykol.     



  Vorzugsweise verwendet man als Polyester     Poly-          äthylenterephthalat,    weil die Terephthalsäure und  das Äthylenglykol, aus welchen dieses hergestellt ist,  leicht verfügbar sind. Dieses besitzt auch einen rela  tiv hohen Schmelzpunkt von etwa 250 C, welche  Eigenschaft sehr erwünscht ist bei der Herstellung  von Fasern für die Textilindustrie.  



  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    von der Formel    R-O-L[(CH2)mO]x-(CH2)n-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 1-100 oder darüber.

   Beispiele für solche Ver  bindungen sind    Polyäthylenglykolmonomethyläther,  Polyäthylenglykolmonoäthyläther,  Polyäthylenglykolmonopropyläther,  Polyäthylenglykolmonoisopropyläther,  Polyäthylenglykohnonobutyläther und  Polyäthylenglykolmono-t-butyläther.    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 derselben in Betracht, insbe  sondere Verbindungen von der Formel  
EMI0003.0000     
    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 Ver  bindungen gehören z. B. Trimethyltrimesat und     Tri-          propyltrimesat.    Als Kettenverzweigungsmittel seien  ferner genannt cycloaliphatische oder gesättigte  aliphatische, mindestens dreiwertige Alkohole, welche  nur C, H und O enthalten.

   Beispiele für solche  Verbindungen sind Pentaerythrit, Sorbit, Glycerin  und Mannit. Weitere in Betracht fallende Polyester  sind Copolyester aus Terephthalsäure, Isophthalsäure  und Äthylenglykol, die sowohl mit den oben angege  benen Kettenbeendigungsmitteln als auch mit Ketten  verzweigungsmitteln modifiziert sind.  



  Wenn man aus erfindungsgemässen Polyester  lösungen geformte Gegenstände mit modifiziertem  Aussehen oder modifizierten Eigenschaften herstellen  will, kann man den Polyesterlösungen vor 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 nachfolgenden Beispielen sind alle Pro  zente gewichtsmässig zu verstehen.    Beispiel 1    1 g gemahlenes Polyäthylenterephthalat wurde  vermischt mit 9 g p-Oxybenzaldehyd und unter  Rühren auf 140a C erhitzt, wo der Polyester sich so  gleich auflöste; man erhielt eine klare flüssige Lö  sung mit 10% Polyester, die sich zum Nass- und  Trockenspinnen eignete.    Beispiel 2    1 g Polyäthylenterephthalat, das modifiziert war  mit 10% Polyäthylenglykolmonoäthyläther, wurde  vermischt mit 9 g p-Oxybenzaldehyd und unter  Rühren auf 140  C erhitzt, wo der Polyester sich so  gleich auflöste; man erhielt eine klare flüssige Lö  sung mit 10% Polyester, die sich zum Nassspinnen  und Trockenspinnen eignete.

      Beispiel 3  1 g Polyäthylenterephthalat, das mit 20%     Poly-          äthylenglykolmonoäthyläther    modifiziert war, wurde  vermischt mit 9 g p-Oxybenzaldehyd und unter  Rühren auf 140  C erhitzt, wo der Polyester sich    sogleich auflöste; man erhielt eine klare flüssige Lö  sung mit 10% Polyester, die sich für das Nassspinnen  oder Trockenspinnen eignete.  



  Beispiel 4  1 g Polyäthylenterephthalat wurde vermischt mit  9 g Furfural und unter Rühren auf 150  C erhitzt,  wo der Polyester sich sogleich löste; man erhielt eine  klare flüssige Lösung mit 10% Polyester, die sich  für das Nassspinnen oder Trockenspinnen eignete.  



  Beispiel s  1 g Polyäthylenterephthalat, das mit 10 /o-     Poly-          äthylenglykolmonoäthyläther    modifiziert war, wurde  vermischt mit 9 g Furfural und unter Rühren auf  l50  C erhitzt, wo der Polyester sich sogleich löste;  man erhielt eine klare flüssige Lösung mit 10%  Polyester, die sich für das Nassspinnen oder Trocken  spinnen eignete.  



  Beispiel 6  1 g Polyäthylenterephthalat, das mit 20%     Poly-          äthylenglykolmonoäthyläther    modifiziert war, wurde  vermischt mit 9 g Furfural und unter Rühren auf  150  C erhitzt, wo der Polyester sich sogleich löste;  es ergab sich eine klare flüssige Lösung mit 10%  Polyester, die sich eignete zum Nassspinnen oder  Trockenspinnen.  



  Beispiel 7  1 g Polyäthylenterephthalat wurde vermischt mit  9 g Piperonal und unter Rühren auf 155  C erhitzt,  wo der Polyester sich sogleich löste; es ergab sich  eine klare flüssige Lösung mit 101% Polyester, die  sich eignete zum Nassspinnen oder Trockenspinnen.    Beispiel 8  1 g Polyäthylenterephthalat, das modifiziert war  mit 10% Polyäthylenglykolmonoäthyläther, wurde  vermischt mit 9 g Piperonal und unter Rühren auf  160  C erhitzt, wobei der Polyester sich leicht löste;  man erhielt eine klare flüssige Lösung; die sich  eignete zum Nassspinnen oder Trockenspinnen.

      Beispiel 9    1 g Polyäthylenterephthalat, das modifiziert war  mit 20% Polyäthylenglykolmonoäthyläther, wurde  vermischt mit 9 g Piperonal und unter Rühren er  hitzt auf 160a C, wobei der Polyester sich leicht löste;  man erhielt eine klare flüssige Lösung, die sich  eignete zum Nassspinnen oder Trockenspinnen.    Beispiel 10    2,5 g Polyäthylenterephthalat wurden vermischt  mit 7,5 g Piperonal, und das Gemisch wurde unter  Rühren auf     150a    C erhitzt, wobei sich der Polyester  leicht löste; man erhielt eine klare, farblose, schwach  viskose Lösung     mit        2519/o    Polyester, die sich eignete  zum     Nassspinnen    oder     Trockenspinnen.     



       Erfindungsgemässe    Mischungen können     mit    Er  folg verwendet werden zur Bildung von     Überzügen,     beispielsweise zum Überziehen von Textilgeweben.      So kann man beispielsweise ein Gewebe mit den  hier beschriebenen Polyesterlösungen überziehen  und/oder imprägnieren und dann mit einem     Nicht-          Lösungsmittel    für den Polyester behandeln, das heisst  das Gewebe mit demselben durchnässen, um den  Polyester in und auf dem Gewebe auszufällen. Me  talle, Papier und undurchlässige Folien können eben  falls nach den üblichen und wohlbekannten Ver  fahren mit erfindungsgemässen Polyesterlösungen  überzogen werden.  



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

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Mischung, enthaltend einen gegebenenfalls modifizierten Polyester aus mindestens einer Dicar- bonsäure und mindestens einem Glykol der Formel HO-(CH2)n OH, in welcher n eine ganze Zahl von 2-10 ist sowie ein Lösungsmittel für den Polyester, dadurch ge kennzeichnet, dass das Lösungsmittel aus p-Oxy- benzaldehyd, Furfural oder Piperonal besteht. II.

   Verfahren zur Herstellung einer Mischung gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man einen gegebenenfalls modifizierten Polyester aus mindestens einer Dicarbonsäure und mindestens einem Glykol der Formel HO-(CH2)n OH, worin n eine ganze Zahl von 2-10 ist, mit einem aus p-Oxybenzaldehyd, Furfural oder Piperonal be stehenden Lösungsmittel für den Polyester vermischt, worauf man das Gemisch auf eine Temperatur, die im Bereiche von l30 C bis zum Siedepunkt des Ge misches liegt, erhitzt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Mischung nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester modifiziert ist durch 4o ein Kettenbeendigungsmittel, das der Formel R-O-[CH2)mO]x-(CH2)n-OH in welcher R eine Alkylgruppe mit 1-4 C-Atomen ist, m und n ganze Zahlen von 2-22 darstellen und x eine ganze Zahl grösser als null bedeutet, ent spricht oder ein Polyvinylmethyläther ist. 2. Mischung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Polyester ausserdem modifi ziert ist durch ein Kettenverzweigungsmittel, und zwar durch eine Tricarbonsäure der Formel EMI0004.0006 in welcher R Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-2 C -Atomen ist, oder durch einen mindestens drei wertigen, 3-6 C-Atomen aufweisenden, cycloalipha- tischen oder gesättigten aliphatischen Alkohol. 3.

   Mischung gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester Polyäthylentere- phthalat ist. 4. Mischung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kettenbeendigungsmittel ein Polyäthylenglykohnonopropyläther, Polyäthylenglykolmonoisopropyläther, Polyäthylenglykolmonoäthyläther, Polyäthylenglykolmonomethyläther oder ein Polyvinylmethyläther ist. 5. Mischung nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kettenverzweigungsmittel Tri- mesinsäure oder Pentaerythrit ist. 6. Mischung gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie Polyäthylenterephthalat mit einem Molekulargewicht von mindestens 10 000 in einer Menge von 10 bis 35 Gewichtsprozent ent hält. 7.

   Mischung nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die im Polyester gebundene Di- carbonsäure teils Terephthalsäure und teils Iso- phthalsäure ist. 8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Polyester modi fiziert ist durch ein Kettenbeendigungsmittel, das der Formel R-O-[(CH2)m.O]X-(CH2)n-OH in welcher R eine Alkylgruppe mit 1-4 C-Atomen ist, m und n ganze Zahlen von 2-22 darstellen und x eine ganze Zahl grösser als null bedeutet, ent spricht oder ein Polyvinylmethyläther ist. 9.

   Verfahren nach Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass der verwendete Polyester ausser dem modifiziert ist durch ein Kettenverzweigungs mittel, und zwar durch eine Tricarbonsäure der For mel EMI0004.0017 in welcher R Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-2 C-Atomen ist, oder durch einen mindestens drei wertigen, 3-6 C-Atome aufweisenden, cycloalipha- tischen oder gesättigten aliphatischen Alkohol. 10. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester Polyäthylentere- phthalat ist. 11.

   Verfahren nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenbeendigungsmittel ein Polyäthylenglykolmonopropyläther, Polyäthylenglykolmonoisopropyläther, Polyäthylenglykohnonoäthyläther, Polyäthylenglykolmonomethyläther oder ein Polyvinylmethylätlier ist. 12. Verfahren nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenverzweigungsmittel Trimesinsäure oder Pentaerythrit ist. 13. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man als Polyester einen Copoly- ester aus Terephthalsäure, Isophthalsäure und einem Glykol der Formel HO-(CH2)n OH, in der n eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist, verwendet.