DD273865A1 - Verfahren zur herstellung einer fuellstoffhaltigen, waessrigen paste - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer fuellstoffhaltigen, waessrigen Paste, die bei der Synthesefaserherstellung als Fuellstoffzusatz verwendet wird. Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung des Aufwandes beim Fuellstoffeinsatz unter gleichzeitiger Erhoehung des Fuellstoffeinflusses auf das Endprodukt. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das es durch eine veraenderte Aufbereitung der Fuellstoffe ermoeglicht, eine qualitativ verbesserte fuellstoffhaltige, multifile Seide zu erhalten. Die erfindungsgemaesse Loesung sieht ein Verfahren vor, bei dem eine anorganische, wasserunloesliche in Anwesenheit einer oder mehrerer wasserloeslicher Verbindungen gefaellte Substanz ohne Entfernung der ihr nach der Faellung und Filtration noch in einer Konzentration von 0,01 bis 3,5% anhaftenden wasserloeslichen Chloride oder Sulfate zu einer einen Feststoffgehalt von 45 bis 75% aufweisenden Paste aufbereitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer füllstoffhaltigen, wäßrigen Paste, die bie der Synthesefaserstoffherstellung als Füllstoffzusatz verwendet wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannv, bei der Faserstoffherstellung den entstehenden Polymeren Zusetzstoffe zuzudosieren, um die Optik der daraus herzustellenden Fäden zu beeinflussen. Üblich ist es be'cpielsweise Polyamid- oder Pi lyethylenterephthalat-Faserstoffe mit anorganischen Weißpigmenten, beispielswoise Titandioxid, zu mattieren, um die Transparenz und den Glanz, der für unbehandelte Fäden typisch ist, zu beseitigen.

Klare führt in „Synthetische Fasern aus Polyamiden", Akademie-Verlag Berlin, 1963, zur Technologie der Polykondensation auf Seite 166 aus: „Es ist bekannt, daß Polykondensations- und Polymerisationsprozesse zur Gewinnung faserbildender Polymerer immer chemische hochgereinigte Ausgangsstoffe voraussetzen."

Im Kapitel über die Polykondensation mit Zusätzen (Effektsubstanzen u.a.) schreibt Klare auf Seite 170 in o.g. Quelle: „Um gutverteilte Mattierungs- und auch Farbpigmonte zu erhalten, hat man schon verhältnismäßig früh daran gedacht, den Pigmenten geeignete, temperaturbeständige Schutzkolloide und Dispersionsmittel zuzusetzen. Aus Gründen der höchsten Reinheit aller bei der Polymerisation verwendeten Substanzen scheint es jedoch vorteilhafter, wenn man ohne solche polymerisationsfremde Mittel... auskommen kann."

Klare formuliert auf Seite 171 und 172 zum Problem der Zugabe von Effektsubstanzen in die Schmelze weiter, daß nach einem besonderen Verfahren ein an Pigment hochkonzentriertes Vorpolymerisat hergestellt wird. Dieses Produkt wird entweder den zu polykondensiercnden Ausgangsmaterialien oder der Polymerschmelze selbst zugegeben.

Klare zieht daraus folgende Schlußfolgerungen: „Der Vorteil dieses Verfahrens leuchtet ein, es werden hier, ähnlich wie vorher beschrieben, ebenfalls keine Emulgatoren und andere oberflächenaktive Substanzen verwendet, die den Polymerisationsvorgang gewissermaßen als Verunreinigungen stören könnten." Die Übertragung dieser Erkenntnis in den Produktionsmaßstab, daß Verunreinigungen der Ausgangs- und Zusatzstoffe die Reaktionskinetik des Polykondensationsprozesses negativ beeinflussen, führte dazu, daß es üblich geworden ist, an die Zusätze hinsichtlich der Reinheit hohe Anforderungen zu stellen, die den Reinheitsforderungen an die monomeren Ausgangsstoffe des Polykondensates adäquat sind. Vorliegende durch den Produktionsprozeß bestätigte Erfahrungen weisen aus, daß hohe Reinheitsgrade der Ausgangs- und Zusatzstoffe notwendig sind, da bereits geringe Spuren an Verunreinigungen das hergestellte Polykondensat für eine Weiterverarbeitung nur bedingt beziehungsweise überhaupt nicht mehr geeignet gestalten.

Bei der Zugabe von Füllstoffen zu den monomeren Ausgangsstoffen, worunter von über 1 % verstanden werden sollen, müssen sich Verunreinigungen der Füllstoffe auf Grund der hohen Füllstoffkonzentration demzufolge besor Hers belastend auf den Polymerisationsprozeß auswirken. Eine Reinigung der einzusetzenden Füllstoffe wird daher stets vorgenommen.

Bei der Zugabe von Lithiumsalz zu der wäßrigen Charge von Diamin und zweibasischer Säure, wie aus der Beschreibung der DE-AS 1S6920 zu entnehmen ist, sowie aus dem dazugehörigen Beispiel 2, bei dem in die Mischung von Adipinsäure, Hexamethylendiamin und Wasser Lithiumbromix eingetragen und die lithiumbromidhaltige Lösung anschließend polykondensiert und aus dem erhaltenen Polykondensat ein monofiler Faden ersponnen wird, ist davon auszugehen, daß der eingetragene Füllstoff Lithiumsalz in gereinigter Form vorlag, auch wenn dieser Sachverhalt, da er üblich ist, nicht gesondert herausgestellt wurde.

Die erforderliche Reinigung der Füllstoffe ist jedoch zeit- und energieauiwendig und verteuert den Herstellungsprozeß füllstoffhaltiger Fäden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung des Aufwandes beim Füllstoffeinsatz unter gleichzeitiger Erhöhung des Füllstoffeinflusses auf das Endprodukt.

Darlpqung des Wesens dor Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer füllstoffhaltigen, wäßrigen Paste zu schaffen, das es durch eine veränderte Aufbereitung der Füllstoffe ermöglicht, eine qualitativ verbesserte füllstoffhaltige, multifile Seide zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer füllstoffhaltigen, wäßrigen Paste gelöst, die aus einer anorganischen, feinverteiiten, im Polymeren, insbesondere im Polyamid, unlöslichen Substanz unter Zusatz von Wasser angefertigt wird, welches dadurch charakterisiert ist, daß eine anorganische, wasserunlösliche in Anv/esenheit einer oder mehrerer wasserlöslicher Verbindungen gefällte Substanz, vorzugsweise Bariumsulfat, ohne Entfernung der ihr nach der Fällur j und Filtration noch als Verunreinigung in einer Konzentration von 0,01 bis 3,5% anhaftenden wasserlöslichen Chloride ode, Sulfate von Elementen der 1. und 2. Hauptgruppe des Periodensystems, vorzugsweise Magnesiumchlorid und Natriumsulfat, zu einer einen Feststoffgehalt von 45 bis 75%, vorzugsweise 65%, aufweisenden Paste und den zu polykondensierenden Ausgangsstoffen zugesetzt wird.

Überraschend wurde gefunden, daß die erfindungsgemäße Paste entgegen dem Vorurteil der Fachwelt trotz der ihr anhaftenden Verunreinigungen den Ablauf der Polymerisationsreaktion nicht nachteilig beeinflußt und zu einem füllstoffhaltigen Produkt führt, das sich nicht nur einwandfrei zu füllstoffhaltiger Seide und daraus herzustellenden textlien Flächengebilden weiterverarbeiten läßt, sondern dessen textilphysikalische Eigenschaften außerdem noch beachtliche Verbesserungen aufweisen.

Die 7'jgabe des gefällten, pastösen Füllstoffes zu den monomeren Ausgangsstoffen bewirkt offensichtlich eine weitestgehende Erhaltung der bei der Fällung erzielten Teilchengröße in der erfindungsgemäßen Größenordnung und trägt damit zu einer gleichmäßigen Verteilung des Füllstoffes irn Polymer bei.

Bei den zusammen mit dem Füllstoff in das Polymerisationsgemisch eingetragenen Verunreinigungen ist der erfindungsgemäße Kc entrationsbereich genau einzuhalten. Höhere Konzentrationen wirken sich destruktiv auf die Polymerisationskinetik und das Reaktionsprodukt aus. Sie lassen beispielsweise eine Steuerung dor Polymerisationsreaktion mit den üblichen Prozeßparametern teilweise unwirksam werden und führen zu einem Reaktionsprodukt mit derartiger Lösunpsviskosität.

Die Fällung des Füllstoffes wird beispielsweise aus konzentrierten Lösungen vorgenommen. Bei mehreren in d r Lösung enthaltenen wasserlöslichen Verbindungen wie beispielsweise Natriumchlorid und Natriumsulfat, Kaliumchlorid und Kaliumsulfat oder Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat, ist der Einsatz ejnes kombinierten Fällmittels empfehlenswert.

Die erfindungsgemäße Konzentration der als Verunreinigungen wasserlöslichen Verbindungen läßt sich über die Konzentration der Ausgangslösung oder durch zwischenzeitliches Abdekantieren und erneutes Aufschlämmen einstellen. Erst nach Erreichen der erfindungsgemäßen Verunreinigungskonzentration wird filtriert und dabei der erfindungsgemäße Feststoffgehalt der Paste eingestellt.

Die neben dem Füllstoff eine oder mehrere Verunreinigungen enthaltende Paste wird in das zu polymerisierende System eingebracht und der Polymerisationsprozeß eingeleitet.

Die unter üblichen Prozeßbedingungen ablaufende Polymerisation erfolgt störungsfrei. Das erhaltene Reaktionsprodukt weist d!a angesteuerte Lösungsviskosität auf. Daraus hergestellte multifile Fäden zeichnen sich durch verbesserte textilphysikalische Parameter aus.

Geg jnüber bekannten Lösungen weist die erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile auf:

Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und, da eine Feinreinigung des Füllstoffes entfällt, mit einem wesentlich verringerten Aufwand durchführbar. Es ermöglicht die Herstellung füllstoffhaltiger Fäden, die gleichzeitig verbesserte textilphysikalische Parameter aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen nachstehend näher erläutert werden:

Beispiel 1:

Zur Herstellung von füllstoff haltigem Polyamid wurde in 1300g flüssiges ε-Aminokaprolaktam als Paste mit einem Wassergehalt von 48% in einer Menge von insgesamt 137g hochgereinigies Bariumsulfat eingerührt und zusammen mit 49,2g Aminokapronsäure und 2,03g Benzoesäure bei 280°C 8 Stunden lang in einem Laborautoklav polymerisiert. Das eine Lösungsviskosität von 2,48 aufweisende Reaktionsprodukt unterzog man nach Granulierung einem Extraktions- und Trocknungsprozeß. Aus diesem Granulat ließ sich eine Seide mit dem Titer 10 tex (12) erspinnen, die bei einer Reißdehnung von 38,4% eine Reißfestigkeit von 38,4cN/tex aufwies.

Beispiel 2:

Im Gegensatz zu dem in Beispiel 1 eingesetzten hochgereinigten Bariumsulfat erfolgte die Pastenherstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei 300g in 1000ml Wasser gelöstes Bariumchlorid langsam mit einer kalten Lösung von 318g Magnesiumsulfat in 2000ml Wasser versetzt und das gefällte Bariumsulfat sofort abfiltriert wurde. Die erhaltene 416g Bariumsulfatpaste mit einem Wassergehalt von 31 % wies als Verunreinigung 5,0 g Magnesiumchlorid auf, was einer Verunreinigungskonzentration von 1,2% entspricht. 103g dieser wäßrigen, einen Feststoffgehalt von 69% aufweisenden Paste wurden, analog Beispiel 1, in 1300g flüssiges ε-Aminokaprolaktam eingetragen und polymerisiert. Die aus dem "~

Reaktionsprodukt, das eine Lösungsviskosität von 2,61 hatte, ersponnenen Fäden des Titers 10tex (12) zsigten gegenüber den Fäden im Beispiel 1 bei einer Reißdehnung von 37,7% eine erhöhte Reißfestigkeit von 43,4cN/tex.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung einer füllstoff! laltigen wäßrigen Paste, die aus einer anorganischen feinverteilten, im Polymer, insbesondere im Polyamid, unlöslichen Sub^r '.anz unter Zusatz von Wasser angefertigt wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine anorganische, wasserunlösliche in Anwesenheit einer oder mehrerer wasserlöslicher Verbindungen gefällte Substanz, vorzugsweise Bariumsulfat, ohne Entfernung der ihr nach der Fällung und Filtration noch in einer Konzentration von 0,01 bis 3,5% anhaftenden wasserlöslichen Chloride oder Sulfate von Elementen der 1. und 2. Hauptgruppe des Periodensystems, vorzugsweise Magnesiumchlorid und Natriumsulfat, zu einer einen Feststoffgehalt von 45 bis 75%, vorzugsweise 65%, aufweisenden Paste aufbereitet wird.

   Anwendungsgebiet dar Erfindung >·