DE1256351B - Verfahren zum Herstellen von Faeden oder Filmen durch Schmelzverformen eines Gemisches aus Polyoxymethylen und einer hochmolekularen Verbindung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Faeden oder Filmen durch Schmelzverformen eines Gemisches aus Polyoxymethylen und einer hochmolekularen VerbindungInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
DOIf
Deutsche Kl.: 29 b-3/65
Nummer: 1256 351
Aktenzeichen: K 46924IV c/29 b
Anmeldetag: 5. Juni 1962
Auslegetag: 14. Dezember 1967
Aufgabe der Erfindung ist die leichte und billige Gewinnung von Fäden oder Filmen aus Polyoxymethylen,
die die gleichen mechanischen Eigenschaften wie die bislang bekannten Fäden oder Filme aus PoIyoxymethylen
allein aufweisen, jedoch darüber hinaus verbesserte Anfärbbarkeit und Transparenz zeigen.
Fäden oder Filme aus hochmolekularem Polyoxymethylen haben ausgezeichnete Formstabilität und
sind billig herstellbar, haben jedoch den Nachteil, daß sie trübe sind. Außerdem haben sie schlechte
Transparenz und Anfärbbarkeit, so daß sie trotz ihrer hohen Festigkeit und Elastizität und ihrer Billigkeit
wirtschaftlich nicht ausgenutzt werden.
Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Fäden oder Filmen durch Schmelzverformen
eines Gemisches aus Polyoxymethylen und einer hochmolekularen Verbindung, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Gemisch verwendet, das neben hochmolekularem Polyoxymethylen als weitere hochmolekulare
Verbindung 5 bis 60 Gewichtsprozent eines unter 25O0C schmelzenden Homo- oder Mischpolymerisates
eines Vinylesters einer organischen Säure oder dessen Verseifungsproduktes enthält und daß
man das Gemisch bei einer Temperatur zwischen 150 und 35O0C verformt.
Erfindungsgemäß wird hochmolekulares Polyoxymethylen mit einem Molekulargewicht von mindestens
10 000 verwendet. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von solchem Polyoxymethylen, dessen endständige
Hydroxylgruppen zur Verbesserung der Wärmestabilität verestert, veräthert oder urethanisiert
sind.
Als Vinylester organischer S äuren, deren Homo- und Mischpolymerisate erfindungsgemäß verwendet
werden, kommen in Frage: Vinylacetat, Vinylformiat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyllaureat, Vinylstearat,
Vinyloleat, Vinylbenzoat, Vinylmonochloracetat, Isopropenylacetat, Allylacetat. Zur Herstellung
erfindungsgemäß verwendeter Mischpolymerisate können diese Verbindungen entweder miteinander oder
mit Äthylen, Propylen, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, Methylacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril,
N-Vinylpyrrolidon, Acrylamid, Methacrylamid, Methylmethacrylat,
Äthylmethacrylat, Methylvinylketon, Allylchlorid, 2- oder 4-Vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin,
5-Äthyl-2-vinylpyridin, Allylamin, Ällylcyclohexylamin, Diäthylaminoäthylmethacrylat, Acrylsäure,
Methacrylsäure, Allylsulfonsäure, Vinylsulfonsäure, p-Styrolsulfonsäure oder deren Salzen mischpolymerisiert
werden. Mit Alkalien oder S äuren lassen sich diese Stoffe teilweise oder vollständig verseifen. Als
Derivate werden verwendet: Acetalisierungsprodukte, Verfahren zum Herstellen von Fäden oder
Filmen durch Schmelzverformen eines Gemisches aus Polyoxymethylen und einer hochmolekularen Verbindung
Filmen durch Schmelzverformen eines Gemisches aus Polyoxymethylen und einer hochmolekularen Verbindung
Anmelder:
Kurashiki Rayon Company Limited,
Kurashiki City (Japan) ,
Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Müller-Börner
und Dipl.-Ing. H. H. Wey, Patentanwälte,
Berlin 33, Podbielskiallee 68
Als Erfinder benannt:
Kanji Matsubayashi,
Kenichi Tanabe,
Osamu Fukushima, Kurashiki City (Japan)
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 10. Juni 1961 (20 580)
und zwar durch Umsetzung mit Aldehyden, beispielsweise Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd,
Butyraldehyd, Nonylaldehyd, Chloracetaldehyd, o- oder p-Chlorbenzaldehyd, Naphthaldehyd, a-Aminoacetaldehyd,
a-Dimethylaminoacetaldehyd, ß-Aminopropionaldehyd,
β - Aminobutyraldehyd, β - Cyclohexylaminobutyraldehyd,
β - Dimethylaminobutylraldehyd, Dimethylaniinopivaldehyd, Diäthylaminopivaldehyd,
Cyanoacetaldehyd, Acetylaminoacetaldehyd, N - Acetyl -N- cyclohexylaminobutyraldehyd, tx - SuIf oacetaldehyd,
^-Sulfobutyraldehyd; Veresterungsprodukte mit Essigsäure, Ameisensäure usw.; Verätherungsprodukte
mit Acrylnitril, Acrylamid, Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Epichlorhydrin, 1-Diäthylamino-2,3-epoxypropan,
ß-Propiolacton, Äthylenimin, Vinylsulfonsäure;
Urethanisierungsprodukte mit Phenylisocyanat, Phenylharnstoff und Harnstoff.
Zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Polymerengemisches wird das Mischen des Polyoxymethylene
mit den Zusatzpolymeren mechanisch in Pulverform vorgenommen, oder man verknetet sie
miteinander in einem heizbaren Walzenstuhl oder in einer Strangpresse. Man kann dabei auch so vorgehen,
daß ein oder beide Polymeren gelöst und in
709 708/374
einem Lösungsmittel vermischt werden. Dafür eignen sich Kresol, Dimethylformamid oder Benzylalkohol.
Das Lösungsmittel wird anschließend durch Abdampfen entfernt. Das Spinnverfahren wird zweckmäßig
so ausgeführt, daß das zwischen 150 und 35O0C
geschmolzene Polymergemisch durch Spinndüsen in ein Gas (Luft öder Stickstoff) gepreßt wird. Das sogenannte
Halbschmelzverfahren kann so durchgeführt werden, daß beiden Polymeren eine kleine Menge
Lösungsmittel oder Weichmacher zugesetzt wird. Die Verformung kann mit einem der herkömmlichen
Verfahren durchgeführt werden. Nach dem Spinnen kann erforderlichenfalls ein Heißstrecken oder eine
Wärmebehandlung bei einer zwischen Raumtemperatur und dem Schmelzpunkt liegenden Temperatur
vorgenommen werden.
Durch die sehr gute Mischbarkeit der verwendeten Polymeren kann eine beachtliche Verbesserung der
Transparenz und der Anfärbbarkeit für Dispersionsund andere Farbstoffe ohne Verschlechterung der
ausgezeichneten Festigkeit, Elastizität und Formstabilität erzielt werden. Weiterhin wurde festgestellt, daß die
Anfärbbarkeit und gleichzeitig die Wärmestabilität beachtlich verbessert werden, wenn geeignete Derivate
verwendet werden, beispielsweise stickstoffhaltige Derivate von Vinylestern organischer Säuren oder deren
Mischpolymerisate, wie das Urethanisierungsprodukt aus der Reaktion von Harnstoff mit Polyvinylalkohol,
teilverseiftem Polyvinylacetat, Polyvinylformal, Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat,
oder ein Carbamoyläthylierungsprodukt aus der Reaktion mit Acrylamid oder ein Aminoacetalisierungsprodukt aus
der Reaktion mit Aminoaldehyd.
Der Grund für diese bemerkenswerte erfindungsgemäß erzielbare Wirkung ist nicht ganz klar ersicht-Hch.
Man kann jedoch annehmen, daß die Kombination von Polymerisaten, Mischpolymerisaten oder Verseifungsprodukten
von Vinylestern organischer Säuren oder deren Derivaten mit Polyoxymethylen diese
besondere Wirkung erzielt, wobei sich diese Stoffe
ίο innerhalb eines gewissen Bereiches gegenseitig beeinflussen.
Dabei läßt sich die Kristallisation des Polyoxymethylene geeignet regulieren. Die dem Polyoxymethylen
zuzufügende Menge an Vinylester liegt zwischen 5 und 6O°/o- Innerhalb dieser Grenzen können
Fäden oder Filme mit ähnlichen Eigenschaften wie bisher bekannte Polyoxymethylerzeugnisse hergestellt
werden, wobei die erfindungsgemäß herstellbaren darüber hinaus sowohl verbesserte Transparenz und
Anfärbbarkeit als auch Wärmestabilität aufweisen.
Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte technische Fortschritt ist aus der nachfolgenden
Tabelle ersichtlich. Polyoxymethylendiacetat allein und in Mischung mit formalisiertem verseiftem
Äthylen-Vinylacetat-Kopolymerisat (15 Molprozent
Äthylen, 15°/o Formal) wurden jeweils zu Fäden schmelzversponnen und anschließend heiß gestreckt.
Die Eigenschaften der so gewonnenen Proben sind der Tabelle zu entnehmen. Die erfindungsgemäß hergestellten
Proben B und C zeigen gegenüber der Vergleichsprobe A eine wesentlich bessere Anfärbbarkeit
und Transparenz.
| Polyoxy | Verseiftes | Festigkeit | Dehnung | Trockenhitze | Transparenz | Aufgenom | Schrumpfen | |
| methylen | forrnalisiertes | erweichungs | mene Farb | in Wasser | ||||
| diacetat | Äthylen- | temperatur*) | stoffmenge**) | von 1000C | ||||
| Probe | Vinylacetat- | (g/d) | (7o) | schlecht | ||||
| (7o) | Kopolymerisat | 6,2 | 27 | (0C) | gut | 3 | ■ (7o) | |
| 100 | (7o) | 5,9 | 29 | 163 | gut | 14 | 2 | |
| (A) | 90 | 0 | 5,3 | 31 | 160 | 27 | 3 | |
| (B) | 70 | 10 | 165 | 3 | ||||
| (C) | 30 | |||||||
*) 10% Schrumpf temperatur.
**) Aufgenommene Farbstoffmenge in Milligramm je 1 g Faser beim Einfärben mit 3 7o C. I. Disperse Blue 3 (C. L-Nr. 61 505)
bei 95°Cfür 2 Stunden.
Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat (15,1 Molprozent
Äthylen) wurde in Ätznatron enthaltendem Methanol (1 Teil Ätznatron auf 3 Teile Vinylacetat)
verseift und anschließend in einer wäßrigen Lösung, die 100 Molprozent Formaldehyd auf der Basis von
Vinylalkohol und 15% Schwefelsäure enthielt, bei 700C für 2 Stunden acetalisiert, wonach der Formalisierungsgrad
49,6 Molprozent betrug. 10 g dieses Formalisierungsprodüktes und 90 g Polyoxymethylendiacetat
(Strukturviskosität 1,7 dl/g bei 6O0C in 2°/o «-Pinen enthaltendem Chlorphenol) wurden vermischt
und in Dimethylformamid gelöst, worauf die Lösung zur Ausfällung der gemischten Polymeren in
Wasser gegossen wurde. Nach dem Trocknen wurde der Niederschlag in eine Strangpresse von 11 mm
Innendurchmesser eingebracht und unter Schmelzen bei 2000C durch eine Spinndüse mit zehn Löchern
von je 0,3 mm Durchmesser gepreßt. Die Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von 250 m/min
aufgewickelt und bei 130°C um 350% gestreckt. Dieser Faser ist Probe B in der Tabelle und zeigt
gegenüber Probe A (Polyoxymethylen allein) beachtlich verbesserte Anfärbbarkeit und Transparenz.
Ähnlich wie im Beispiel 1 wurden 30 g des verseiften Formalisierungsprodüktes von Äthylen-Vinylacetat-Kopolymerisat
und 70 g Polyoxymethylen behandelt. Das Ergebnis ist Probe C in der Tabelle mit hervorragender Transparenz und besonders guter
Anfärbbarkeit.
Eine 5% Polyvinylalkohol (Polymerisationsgrad 1700), 100 Molprozent Formaldehyd, 10 Molprozent
/3-Aminobutyraldehyddimethylacetal und 5% Schwefelsäure
enthaltende gemischte Lösung wurde 2 Stunden bei 7O0C geschüttelt. Der gebildete Niederschlag
wurde mit Wasser gewaschen und anschließend in schwach ammoniakalischem Wasser zur Entfernung
der angelagerten Schwefelsäure gekocht. Er zeigte danach einen Formalisierungsgrad von 67 Molprozent
und einen Aminoacetalisierungsgrad von 6 Molprozent. Das Produkt wurde im Verhältnis von 25:75 wie
im Beispiel 1 mit Polyoxymethylendiacetat gemischt und bis zu einer Korngröße von weniger als 30 Siebmaschen
ausreichend gepulvert. Dieses Material wurde zwischen heizbaren Platten bei 18O0C eingeklemmt
und mit einem Druck von 39 kg/cm2 gepreßt, wobei 5 ein weitgehend durchsichtiger Film entstand. Dieser
hatte gegenüber einem Film aus Polyoxymethylen allein bessere Wärmestabilität. Es wurde mit 4°/0
Säurefarbstoffe. I. Acid Red 18 (C. L-Nr. 16 255) und
2°/0 Schwefelsäure (bezogen auf den Film) bei 9O0C
für 2 Stunden eingefärbt und zeigte danach klare, dichte Farbe. Im Gegensatz dazu konnte ein Film aus
Polyoxymethylen allein überhaupt nicht gefärbt werden.
>5
An Stelle des gemischten Acetalisierungsproduktes aus Formaldehyd und Aminoaldehyd im Beispiel 3
wurde formalisierter Polyvinylalkohol (Formalisierungsgrad 65 Molprozent) verwendet und der gleichen
Behandlung unterzogen. Der so hergestellte Film konnte mit Dispersions- und Direktfarbstoffen dicht
eingefärbt werden.
An Stelle des verseiften Formalisierungsproduktes von Äthyjen-Vinylacetat-Kopolymerisat im Beispiel 1
wurde Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat mit 50 Molprozent Äthylen verwendet. Die daraus schmelzgesponnenen
Fäden zeigten gute Anfärbbarkeit und Transparenz.
An Stelle des verseiften Formalisierungsproduktes von Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat im Bei-
spiel 2 wurde Polyvinylformiat verwendet. Die daraus hergestellten Fäden hatten ausgezeichnete Anfärbbarkeit.
An Stelle des verseiften Formalisierungsproduktes von Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat im Beispiel
2 wurde Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat mit 21,5 Molprozent Äthylen verwendet. Die daraus
schmelzgesponnenen Fäden waren gut anfärbbar.
Eine Mischung von 40 g benzalisiertem Polyvinylalkohol (Benzalisierungsgrad 59 Molprozent) und 60 g
Polyoxymethylendimethyläther wurde bei 2000C heiß
zu einem Film verpreßt, der transparent und mit Dispersfarbstoffen anfärbbar war.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Herstellen von Fäden oder Filmen durch Schmelzverformen eines Gemisches aus Polyoxymethylen und einer hochmolekularen Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch verwendet, das neben hochmolekularem Polyoxymethylen als weitere hochmolekulare Verbindung 5 bis 60 Gewichtsprozent eines unter 25O0C schmelzenden Homo- oder Mischpolymerisates eines Vinylesters einer organischen Säure oder dessen Verseifungsproduktes enthält und daß man das Gemisch bei einer Temperatur zwischen 150 und 3500C verformt.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1106 491;
USA.-Patentschrift Nr. 2 296 249.
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