DE1469881A1 - Verfahren zum Einverleiben von feinverteilten Pigmentdispersionen in geschmolzene synthetische lineare Polyamide - Google Patents

Description

PATENTANWXLTI DR.E.WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1469881 DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON; 55547« 8000 MÖNCHEN 15, ''

TELEGRAMME. KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

V. 10888/62 15/de P 14 69 881.8

Monsanto Company St. Louis, Missouri (Y.St.A.)

Verfahren zum Einverleiben von feinverteilten Pigmentdispersionen in geschmolzene synthetische

lineare' Polyamide

Sa viele Produkte, die aus synthetischen linearen Polyamiden gebildet sind, aus wirtschaftlichen Gründen Färbung brauchen, wurden ständig verbesserte Verfahren gesucht, um ihnen Farbe zu erteilen. In Verbindung mit dieser Anforderung wurde große Aufmerksamkeit der Möglichkeit zugewendet, den Polymerisaten vor der Bildung verschiedener Produkte, wie Fasern, Filme od.dgl., Farbe zuzusetzen. Diese Konzeption weicht von der üblichen Arbeitsweise des Aufbringens von Färbemitteln, wie Farbstoffen, Pigmenten od. dgl., auf den Endprodukten ab. Eine Möglichkeit, dem Polymerisat während der Herstellung Farbe zu erteilen, würde selbstverständlich die damit verbundenen Vorteile bequemer Handhabung, Wirtschaftlichkeit und verbesserter Farbbeständigkeit aufweisen. Jedoch konnte trots

0098 08/1687 Neue Untertagen {Art 711 ado Nr. ι smz 3 «« fattrunw«. v, 4, s. 1967)

dieser offonolohtHohen Vorteile eine guna aufriodenstuliende Arboitswoiso zur Eraielung dieses Zweokos bio Jotat nichtgoaohofTon v/ordon» obwohl oino Anzahl von Arbeitowoiaen vorgonoklasoa v/ordon lot.

Ein biohor vorgooohlagoneu Vorfahren booteht z.B. darin, dao gowünoehto Pi^mont mit den monomeren Bestandteilen, die zur Bildung 4os Polyamida vorwendet werden, £u mi αohen, no daü daa Pigment während dor !Condensations» reaktion vorliandon iut und in dom er-zougten Polynorisat bleibt« Eino vorßoochlaijenQ Vorbouaorung dieuos Vorfahrone bootoht in der Einführung des govrUnoohten Pigmente in did Reaktionsmaoοβ in einor 3tufo, nachdoia die Kondensation begonnen hat, jedoch bevor die pol^moriaiorta ttaese zu viskoe wurde, um ein adequatos Uisohon zu ermöglichen· Nooh eine weitere Vurbonisorung ist vorgcuohlagon worden, bei welcher die ^ondonuatlonuroulctlon in Ocgonwart einoa Öeoioohee von V/auoor, fe Invert oil tor« i'i_L;aont und Sohutakolloidea uus^oXUhrt worden soll· ^edooh hat sioh sowohl der allgeuülno Vorsclilaß ala auoh doeoen Abänderungen als undurohXUhrbor und ala ungeoignet zur Hraiolung zuXrledenotollonder Ergobainöe orwicunn. Eino der HauptSchwierigkeiten bestund darin, daß ca unmöglich war, eine gleiohförraißo Picmontvortojlung in den Polymorisat au erzielen· Übordioo ist oo.aua praktiochon Gründen nicht möglich,

009808/1687

BAD QRfQlNAL

U69881 - 3 -

Pigment In die Polymerisationsautoklaven einzuführen, da dio teohnisohe Heretellung von synthetischen linearen Polyamiden in einer sehr großen Anlage auegeführt wird, die nicht leioht gereinigt werden kann, um Verunreinigungen leu verhUten_f sooft ein 7arbweohael vorgenommen wird·

Eine andere vorgeschlagene Arbeitsweise bestand in Überziehen der Polyamldflooke mit den gewünschten Pigmenten« dem Sohnelzon der überzogenen Flooken und anschließendem Extrudieren dee geuohmolzenen Polymerisats zu den gewünschten Gegenständen. Dieser Vorsohlag hat sich jedoch in der Praxis auoh nioht als zufriedenstellend erwiesen, da es nicht qöglich iot, einen gleichförmigen Überzug auf der Flocke su orzielen und der darauffolgenden ungleichmäßigen Färbung des extrudieren Produktes 4

De ist weiter vorgeschlagen worden (vgl· z.B· die französische Patent0ohrift 827 798), daß man die Pigmentierungomittel gleichförmig in einen geeigneten rtodium suspendiert und daii diese Suspension danu direkt in das geschmolzene Polyamid eingeführt wird. Dor Vorsohlag umfaßt das liisohen der Pigmontsuspension mit der Polyamidsohmelze kurz vor dem Extrudieren. Eine ausführbare Arbeitsweise dieser allgemeinen Art würde einige der ernsten Nachteile, die vorher aufgeführt waren, beheben· Beispielsweise würde eine geringe Abweichung von den gewöhnlichen Produktionaarbeitsweisen bestehen» da die Notwendigkeit der periodi-

0 0 9 8 0 8/1687

BAD ORIGINAL

sehen Entfernung von Farbstoffen aus groß angelegten Produktionoautokläven eliminiert wäre« Überdies bietet der Vorschlag größere Möglichkeiten zur Eraielung τοη * gleichmäßiger und gleichförmiger Färbung dee Endproduktes·.-,:

Se ist ferner ein Vorfahren zur Herstellung Ton spinn* gefärbten Gebilden, wie Fäden oder Fasern» aus hochmole- ■ ' kularen synthetischen Stoffen bekannt, bei welchem man r_r Löeungen oder Schmelzen von hochmolekularen synthetischen . 8toffen nigrosin- und/oder indulinartige Farbstoffe susetstf die man vorher durch feines Vermählen oder Verkneten mit einem dispergiermittel In eehr feine Vorteilung uberge- ' ftthrt hat·

Obwohl die rorstehend beschriebenen Vorschläge sun Sinbau τοη Farbe in Polyamidfäden und andere extradierte. ' Gegenstände ausfiihrbare Möglichkeiten bieten, weisen si· auch beachtliche, damit verbundene Probleme auf, die bisher nicht gelust werden konnten, um eine praktische Ausführung su ermöglichen« Die meisten dieser Probleme bestanden darin, daß es nioht möglich war, ein geeignetes Diaper· •lonsmediUB su erhalten· Irgendein geeigneter Dispersions· träger soiß farblos und mit dem Polymerisat verträglich •ein, er muß einen Sohmelspunkt besitzen, der bei Atmosphärendruok oberhalb der Tamperaturen liegt, die bein ."' Extrudieren oder Spinnen von Polyamiden verwendet werden,': er darf die phyiikaliiohen oder ohomieohen Eigenschaften ,

.'■·.·· "·., 003808/1687 ' ' * " · ' ■·..··

BADORfGlNAL

der extrudieren Produkte, vie fäden und Pan or η, nicht naohtoilig beeinflusson« Außerdem nuß das ^ispersionanedlum geeignet sein, das feinvcrteilte Pigment während langer Zeitdauer' in hoohdispergiertem und feinverteiltett -Zustand zu halten· Dioa' lot eine Orundforderung, wenn . gleiohmttßige und gleiohfürmige Färbung dee eztrudlorten . Produkte erzielt werden soll. In Pail von Fadenbildung besteht ein weiterer Grund dafür, daß PigEientzusammonballungen nicht geduldet werden können, darin, daß zusammengeballte« Pigiaont dazu neigt, den filtereinsatz zu vorschjffutaen, was eine Rauhhoit dee ex tradierten Produkteo bewirkt·
*

Ein ÄLsporüionsträgor, dor zur Erfüllung der vorgenannten zahlreichen und wesentlichen Anforderungen βοeignet ist, let biahor nicht bekannt gowecon, und dies ist weitgehend der Grund dafür, weshalb der Vorschlag der Zugabe von Farbstoffen zu der Polyaniidaohnolzo bei den praktischen Arbeitsbedingungen nicht verwirklicht wurde·

Aufgabe der Erfindung ist daher die äohaffung eines Verfahrens zum Einverleiben von feintoillgen Pi₀montdioperβionen in gouchmolzone synthetische lineare Polyamide unter Vorwendung eines Dlspersionstrügers, der die vorstehend aufgeführten Bedingungen in zufriedenstellender Weise erfüllt.

0098087 1687

H69881

Gemäß der Erfindung let ein Verfahren sum Einverleiben von reinvorteilten Piumentdisporsionon in gesohaolsene synthetische lineare Polyamide vorgesehen, das daduroh gekenneaelohnet let, daß can als Dispergiermittel Adipinsäi'renitril verwendet.

Der Ausdruok "feinverteilt¹¹« wie er in bezug auf dl· Pigmentteliehen verwendet wird, bedeutet einen' Grad von Veinvertellung in der Größenordnung von 5 Mikron oder weniger·

Das Zumischen der Pigmentdiaperaion zu dem gesohmolzenen Polyamid kann auf verschiedenen Wogen erzielt «erden· Beispielsweise kann die i^Ji gment-Adi pine Uurenitri !zusammensetzung einfach in ein Gefüü eingeführt werden, welches Polyamid enthält und kann duroh mechanisches Rühren damit gemischt werden« Dies kann unverzüglich naoh einen diekontinulerliohen oder kontlnulorHohen Polykondensationeverfahren auogeführt v/erden, wodurch die STotwondigkoit einea Wiedereohmelzene vor dem Extrudieren entfällt· Ϊλ Falle der Herstellung von Fäden beutaht eine besonders bevorzugte Arbeitsweioβ darin, ciai3 man die Pigment enthaltende Dispersion in eine Zuführleitung für geoohmolzenes Polyamid in geringer Entfernung unterhalb der Spinndüse einölest und •inpumpt, an der die aioh vermischenden Ströme duroh mechanlsohea Rühren gemlsoht werden. Diese Arbeitsweis· kann

009808/1687

BAD ORIGINAL

₇ · U69881

mit übllohen Flüaeigkoitsmeßpumpen- und RUhrvorrlohtungen ausgeführt werden und kann leioht mit: einem kontinuierlichen · * Polyamidpolymerlsationaverfahren verbunden werden· Diese ,'■. Arbeitsweise hat den Vorteil» daß sie rasche F ar band ο runs en/ suläßt· überdite wird die Gefahr der Farbverunreinigung . .' verringert, da die Arbeitsanlage den Farbstoffen in vor- .V ringerten Ausmaß ausgesetzt wird· Das Uisohen in gooohmolsenem Zustand kann bei jeder verwendeten Arbeitsweise bei .'.'·! atmoephärisohea Druok oder bei erhöhtem Druok ausgeführt werden· Jedooh 1st es in allen Fällen selbstverständlich» • daß in einer inerten Atmosphäre gearbeitet wird· Die ausge« selohneten Ergebnisse» die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erzielt worden» sind weitgehend das Ergebnis gewisser ttberrasohender Eigenschaften de« ' Adlplneaurenitrlls, welohe da« Material für die ^weoke . gemäß dar Erfindung überaus und unvergleichlich geeignet machten· Beispieleweise ist es tatsächlich überraschend» daß ein· polar· Verbindung» wie Adipinsäurenitrll mit großem Vorteil al· Dispersionsmedium verwendet werden kann·. Überdies kann Adipinsäurenitrll im Gegensatz au den meisten -gebräuchlichen Pigmentträgorn leioht und gleichförmig in geiohmolsenen Polyamid dlsperglert werden« Es besitit 41· weiteren Vorteil·» daß es farblose und vollständig verträglich mit dem Polyamid polymerisat ist und «ugleioh 41· Fähigkeit aufweist, unter den extremen Temperaturbedln- '

00980&/16Θ7

1469831

gungen_t bei welchen Polyonide a chisel ageeponnon oder extrudiert werden, in ftttenlg·* Zustund au bleiben·

Dae Verfahren gaoUfl der Brfinduns uufafit dl· Verwendung irgendeineβ ΓΙ^αβηΐβ eowohl organischer ale auoh anorganleohor Art, daa in dor lage lot, den ohemi sahen und theralachen Sinflüaoon ron eeeahmolaonem folytt&id in einer inerten Atoosphi*ro su Mri^dai-ütclien·

Die Adipinoauronitril-iifiuentouöponeionon, die bei der Aufführung dea Verfahrene geialüi der ttrflnaung verwendet werden, kttnnen {ieaUia verschiedener Arbeiteweieea, s»B· duroli einen "fluency-prosefi aue einoo'ia Handel erhältli-' o&en wäßrigen Pigmentpreßkuohon» horgeotollt werden·

Kino Andere Arbelteweioe beotoht darln_f da* Pigment durch jEästtrernuniS oUßtlicher üpurou ron Waeeer su trocknen· ' Sie· iet notwendig, da die Anwoaonheit von Waaoor in geeohttolsenea folyeisld ernete iroduktlonsproblesie hervor« rufen würde· Daa getrocknete Pi,;aant kann dann direkt «u Adlpineuurenitrii gegeben und gründlich daalt geaieoht werden«

Sie Hö'conttfUBf enoionon, die boi der Auef Ur£ung des Vorfuhrene ^et&Hfi der ilrfindung verwendet norden, könnon unteraohledliohe Mengen an Foutetoffon enthalten. D.ht,' Ale öuepeneionen enthalten «weakmUßig etwa 20 bie 50 Oewiohteteile ü^aent und 50 ble OO Qevrichtetelle Adipineäurenitril. Die höheren Kone en trat ionen an iigeent werden

009808/1687 BAD ORIGINAL

U69881

bevorzugt· jedooh uind ?*atotofr£ofcalto viel höher al« $0 1> niohtjsweoknuaiß, da oe in oinotu solchen PaXX «ahwierlg wird, die oioh ergebende Paa to in ein«η fließ·» iuhijen Zustand zu holten»

Die Kengo an Ii^nent~Adiplneftureiatrll&ueaimonoetaungf die mit dom ijCijoi^aolzenoa Polyaaid goiaiaoht wird, kann innerhalb olnoa weiten Bsreiaheo eohwanken in Abhüaßißkeit vou der relativen Konzentration dee ri^meato la dor Zu-» oanaonaotzung und dor gev-ilneohton F^rbat/orkg in dea Endprodukt. Gowüiinlioh wird eine ^en^e von etwa 1 bin 5 Gow·«· fi₉ bezogen auf das au pi^cumtiarende iOlyamid _f verwondot, wobei etwa 1 bis 2 Cr^w«> bovorsugt alnd·

In ein Gefas, wolohoo 10Og rodeatllXiertee Adipia- »äuronitril unthiolt, wurden 2ΰ α trookonea Ihthalooyaain Blau-lUcjnont (Cl ilüüont Bluo_v OX 74 610) oingobrooht« Die liioohuag wurdo lobhalt ^erUlirt bio eine ßrOadllche DvirohcaociLung eraiolt war* Die uioh ergebonde Diapereion vrurda dann eine ^eitdauor von > Ta^oa otohon^elaeacn, wiihrend welcher keine Sei^ung sur !üronnung der Dispersion eichtbar nurdo· Die Bio^oreion wurde dana in ein ΟβΓϋΰ gogabon, wolohoo ^euciisioluunes Tolyanld enthiol^« das aue Adipinoauro und Hoxaaethylondiosdn hergeotollt «rar und ein JuOlekularcowioht Iq faaorbildonden BoryIch beeafi* Die Uieohung wurdo gründlioh ßorlihrt, um eine gute Durohmieohung su orxielen und dlo eioh ergebende Uiaohung wurde

009808/1687

H69881 - ίο *

während einer Zeitdauer von 30 Uinuton unter einer inerten AtnosphUre auf einer i'uaperatur von 296° C geholten« Dor nach dea Abkühlen gebildete Blook hatte ein klareo und gliuisendea BIaU₉ und doe i'i^sumt war gut diaper giert und von üleiohXörnißur Purbunj.

Zum Uohnulisspinmm wurde ein ßöi'4lrbtee_t geoohoolzo— neo, oynthetisohee lineares i'olyonid, wie dau vorstehend b-jaohricbono, oit dor Ausnahme vcrwendot, daß l^tiuilooyanin Grün ilg&tent (OI Pigciont Green 7} CX 74 2CO) zur Fftrbung der ßohnolso verwendet wurdo« «o vmrdon Paeorn erlialten» die durohjohond eino klar ο, ({lUnaende i- ,d o xürtiige Ptlrbung seilten und noch dea Voretreoken gute i>2iyaikalieohe BigonoohaXton auTvioaon·

Ku iot bekannt, doli außer "faocra viele undere stund« aus eynthotioo};cn linearen I'olyaaido.'i hergeatellt werden, die Färbung oriordorn, wie Bänder» Boraten_t PoIien, Bluttorι Bahnon, ΓΙΙαο und andere golorate Goconatäad Da· Vorfahron i-oni-H der Erfindung tat in gleicher t/eio· in diesen und anderen fällen anwendbar·

BAD ORIGINAL 009808/1687

Claims (2)

- 11 -Patentansprüche

1. Verfahren eum Einverleiben von feinverteilten Pigaentdiepereionen in geschmolzene eynthetieohe linear· Polyamide, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittel Adipineäurenitril verwendet.

2. Terfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennseiohnet, daB man Adipineäurenitril in einer Menge von 50 -*80 Gew.-Teilen auf 20 -50 Gew.-Teile feinteiliges Pigment verwendet.

009808/ 1687