DE1944848A1 - Shrinkable, film forming co-polyamides of pheny - indanedicarboxylic acid - Google Patents
Shrinkable, film forming co-polyamides of pheny - indanedicarboxylic acidInfo
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Abstract
Description
Schrumpffähige filmbildende Copolyamide der Phenylindandicarbonsäure, ihre Herstellung und ihre Verwendung. Shrinkable film-forming copolyamides of phenylindanedicarboxylic acid, their manufacture and use.
Die Erfindung betrifft schrumpffähige filmbildende Copolyamide der Phenylindandicarbonsäure von glasklarer Aussehen und mit guten Gleiteigenschaften, die Herstellung dieser Copolyamide und ihre Verwendung zur Bereitung von Schrumpffolien. The invention relates to shrinkable film-forming copolyamides Phenylindanedicarboxylic acid with a clear appearance and good sliding properties, the production of these copolyamides and their use for the preparation of shrink films.
Schrumpffähige filmbildende Copolyamide der Phenylindandicarbonsäure sind bereits bekannt. So werden in der USA-Patentschrift 3 380 g68 aus Phenylindandicarbonsäure, Hexamethylendiammoniumadipat, Hexamethylendiammoniumterephthalat und Hexamethylendiamin polykondensierte Copolyamide beschrieben, die in kochendem Wasser innerhalb von 5 Minuten um 34,3 % der ursprünglichen Länge schrumpfen. Eine ebenfalls bekannte und in der USA-Patentachrift 3 383 368 beschriebene, aus Phenylindandicarbonsäure, Hexamethylendiammoniumadipat und Hexamethylendiamin oder Cyclohexanbis-(1 , 4-methylamin) polykondensierte Copolyamidverbindung schrumpft sogar innerhalb von 5 Minuten in kochendem Wasser um 74,2 %. Auch in der USA-PS 3 376 270 ist bereits ein Copolyamid beschrieben, das aus Phenylindandicarbonsäure, Hexamethylendiamin, Adipinsäure und m- oder p- Xylylendiamin polykondensiert ist. Shrinkable, film-forming copolyamides of phenylindanedicarboxylic acid are already known. For example, in the USA patent 3 380 g68 from phenylindanedicarboxylic acid, Hexamethylene diammonium adipate, hexamethylene diammonium terephthalate and hexamethylene diamine polycondensed copolyamides described that in boiling water within Shrink 34.3% of the original length in 5 minutes. Another well-known one and described in U.S. Patent 3,383,368, from phenylindanedicarboxylic acid, Hexamethylene diammonium adipate and hexamethylene diamine or cyclohexane bis (1,4-methylamine) polycondensed copolyamide compound even shrinks within 5 minutes boiling water by 74.2%. US Pat. No. 3,376,270 also already contains a copolyamide described that from phenylindanedicarboxylic acid, hexamethylenediamine, adipic acid and m- or p-xylylenediamine is polycondensed.
Alle genannten Copolyamide sind jedoch nur bei höheren Temperaturen um oder huber 10000 schrumpffähig, wodurch bei aus diesen Copolyamiden hergestellten Verpackungsfolien zur Auslösung des Schrumpfvorganges thermisch sehr aufwendige Anlagen, z.B. in Form von Schrumpftunneln mit Erzeugung von mindestens 150°C heißer Luft benötigt werden. Außerdem ist mit Hilfe dieser bekannten r:opolyamid-schrumpffolie ein schonendes Aufschrumpfen der Folie auf thermisch besonders empfindliche Verpackungsgüter nicht möglich. However, all of the copolyamides mentioned are only effective at higher temperatures to or more than 10,000 shrinkable, which means that copolyamides are produced from these Packaging films for triggering the shrinking process are thermally very expensive Systems, e.g. in the form of shrink tunnels with generation of at least 150 ° C hotter Air are needed. In addition, with the help of this well-known r: polyamide shrink film a gentle shrinking of the film on particularly thermally sensitive ones Packaged goods not possible.
Hieraus ergab sich die Aufgabe, schrumpffähige filmbildende Copolyamide der Phenylindandicarbonsäure zu schaffen, die bereits bei 65°C ihre maximale Schrumpfung erreichen und dennoch bei 4006 überhaupt keine Schrumpfung zeigen, so daß aus ihnen hergestellte Schrumpffolien vor ihrer weiteren Verwendung unbedenklich in tropische Zonen transportiert und dort gelagert werden können Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaffung von neuen schrumpffähigen, filmbildenden Copolyamiden der Phenylindandicarbonsäure von glaskiarem Aussehen und mit guten Gleiteigenschaften gelöst, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus 1-98 Gew.% einer Säure der wiederkehrenden Strukturformeleinheit 6Aminoundecansäure) und 98-1 Gew.% eines Salzes der im Polymeren wiederkehrenden Strukturformeleinheit (Salz aus 1,1,3 - Trimethyl - 5 - carboxy - 3 - (p-carboxyphenyl)-indan und 3 - Aminomethyl - 3,5,5 - trimethylcyclohexylamin) ggf. unter Zusatz von 0,01 - 5 Gew.% Syloid# und/oder o,ol - 5 Gew.% Aerosil polykondensiert sind und wobei von den Ausgangsmonomeren das Salz aus 1,1,3 - Trimethyl -5 - carboxy - 3 - (p-carboxyphenyl) - indan und 3 - Aminomethyl - 5, 5, 5 - trimethylcyclohezylamin bis zu 50 Gew.% ersetzt werden kann durch Salse und/oder Salzgemische aus einer oder mehreren Struktureinheiten der allgemeinen Formel: worin Y sein kann: Terephthalsäure und deren Isomeren oder b) -(CH2)n-(z.B. Adipinsäure und Homologe) oder eine Mischung von a) mit b) und worin R sein kann: a) Eine Mischung der beiden Isomeren: (Isomerenmischung von Trimethylhexame thylendiamin) oder (Isophorondiamin) oder c) -(CH2)m- (z.B. Hexamethylendiamin und Homologe) oder (Di2minotoluol) oder (Naphthylendiamin) oder (Xylylendiamin) -oder eine Mischung von a) mit b) undXoder c) und/ oder d) und/oder e) und/oder f) , oder in beliebigen Kombinationen der Amine a) bis f) untereinander, und wovon n größer als 4 und m größer als 2 ist, wobei das Monomerengemisch Kettenverlängerungsinhibitoren, ggf.This gave rise to the task of creating shrinkable film-forming copolyamides of phenylindanedicarboxylic acid, which already reach their maximum shrinkage at 65 ° C and yet show no shrinkage at all at 4006, so that shrink films made from them can be safely transported to and there in tropical zones before they are used further This object is achieved according to the invention by the creation of new, shrinkable, film-forming copolyamides of phenylindanedicarboxylic acid with a vitreous appearance and good sliding properties, which are characterized in that they are composed of 1-98% by weight of an acid of the repeating structural formula unit 6 aminoundecanoic acid) and 98-1% by weight of a salt of the structural formula unit recurring in the polymer (Salt of 1,1,3 - trimethyl - 5 - carboxy - 3 - (p-carboxyphenyl) indane and 3 - aminomethyl - 3,5,5 - trimethylcyclohexylamine) if necessary with the addition of 0.01 - 5% by weight Syloid # and / or o, ol - 5% by weight Aerosil are polycondensed and where of the starting monomers the salt of 1,1,3 - trimethyl -5 - carboxy - 3 - (p-carboxyphenyl) - indane and 3 - aminomethyl - 5, 5, 5 - trimethylcyclohezylamine up to 50% by weight can be replaced by salts and / or salt mixtures of one or more structural units of the general formula: where Y can be: Terephthalic acid and its isomers or b) - (CH2) n- (e.g. adipic acid and homologues) or a mixture of a) with b) and where R can be: a) A mixture of the two isomers: (Isomer mixture of Trimethylhexame thylenediamine) or (Isophoronediamine) or c) - (CH2) m- (e.g. hexamethylenediamine and homologues) or (Di2minotoluene) or (Naphthylenediamine) or (Xylylenediamine) - or a mixture of a) with b) and X or c) and / or d) and / or e) and / or f), or in any combination of the amines a) to f) with one another, and of which n is greater than 4 and m is greater than 2, the monomer mixture being chain extension inhibitors, possibly
in%Form von Monocarbonsäuren und/oder Monoaminen enthalten und Reaktionsbeschleuniger, ggf. Phosphorsäure undfoder Phosphorsäureester, enthalten kann.in% form of monocarboxylic acids and / or monoamines and reaction accelerators, optionally phosphoric acid and / or phosphoric acid ester.
Es war überraschend, daß das zu gereckten Fäden verarbeitete erfindungsgemäße Polykondensat aus der oben angefUhrten Kombination von Ausgangsmonomeren, insbesondere Aminoundecansäure, Phenylindandicarbonsäure und Isophorondiamin bereits bei 650C 62% Schrumpfung aufwies, wenn der Anteil des Salzes aus Phenylindandicarbonsäure und Isophorondiamin 30 der Ausgangsmonomerenmischung betrug.It was surprising that the processed into drawn threads according to the invention Polycondensate from the above combination of starting monomers, in particular Aminoundecanoic acid, Phenylindanedicarboxylic acid and isophoronediamine already showed 62% shrinkage at 650C if the proportion of the salt from phenylindanedicarboxylic acid and isophoronediamine was 30 of the starting monomer mixture.
Trotz dieser schon bei relativ sehr niedrigen Temperaturen hohen Schrumpfwerte lassen sich aus dem erfindungsgemäßen Polykondensat hergestellte gereckte Fäden und Folien in Länder mit tropischen Temperaturen transportieren und dort lagern, ohne daß z.B. eine lagertemperaturbedingte vorzeitige Schrumpfung ausgelöst wird, da das Material unerwartet bei 400C 0% Schrumpfung aufweiset.Despite these high shrinkage values even at relatively very low temperatures stretched threads produced from the polycondensate according to the invention can be used and transport foils to countries with tropical temperatures and store them there, without, for example, triggering premature shrinkage due to storage temperature, because the material unexpectedly shows 0% shrinkage at 400C.
Durch eine Verwendung von an soch bekannten Gleitmitteln, wie Aerosil und/oder Syloid , für die an dieser Stelle kein Schutz beansprucht wird (vergleiche Patentanmeldung Nr.Pg94.. <fLf k ),zu der Ausgangsmonomerenmischung der erfindungsgemäßen Polykondensate werden in den daraus hergestellten Produkten, wie z.13. Folien, die Flexibilität und die Gleiteigenschaften wesentlich verbessert.Through the use of well-known lubricants such as Aerosil and / or Syloid, for which no protection is claimed at this point (cf. Patent application No. Pg94 .. <fLf k), to the starting monomer mixture of the invention Polycondensates are used in the products made from them, such as 13. Slides that Flexibility and sliding properties are significantly improved.
Selbstverständlich ist es möglich, die erfindungsgemäßen Copolyamide nicht nur zur Herstellung von allgemein üblichen Schrumpffolien, sondern auch zur Herstellung von Spezialfolien, wie z.B. Mehrachichtfolien, zu verwenden, bei denen das Material der weiteren Schicht(en) ähnliche Schrumpfcharakteristika aufweisen kann wie das erfindungsgemäße Copolyamid. Dies gilt sowohl für Flach- wie auch für Schlauchfolien. Selbstverständlich lassen sich die erfindungsgemäßen Copolyamide auch zur Herstellung von z.B. gereckten Fäden oder anderen, für eine Schrumpfung vorgesehenen Gebilden weiterverarbeiten.It is of course possible to use the copolyamides according to the invention not only for the production of commonly used shrink films, but also for Production of special foils, such as multi-layer foils, to be used in which the material of the further layer (s) have similar shrinkage characteristics can like the copolyamide according to the invention. This applies to both flat and Tubular films. The copolyamides according to the invention can of course be used also for the production of e.g. stretched threads or other, for a shrinkage further process provided structures.
Die Herstellung und die Eigenschaften der erfindungagezähen Copolyamide werden anhand --der folgenden Beispiele und einer daran anschließenden Tabelle mit einer Übersicht huber die Schrumpfcharakteristika der Polyamide näher erläutert, jedoch nicht auf diese beschränkt.The manufacture and properties of the inventions tough Copolyamides are based on - the following examples and an accompanying table an overview of the shrinkage characteristics of polyamides explained in more detail, but not limited to these.
Beispiel 1: 900 g Aminoundecansäure werden mit 100 g des Salzes aus Phenylindandicarbonsäure und Isophorondiamin, 300 g Wasser, die 5 g Syloid# dispergiert enthalten, und mit 0,7 g Isophorondiamin in einem mit sauerstofffreiem Stickstoff gespülten Autoklaven unter Zusatz von 095 ml 3 n Phosphorsäure und 23,8 ml 2 n Essigsäure auf 250°C erhitzt.Example 1: 900 g of aminoundecanoic acid are made with 100 g of the salt Phenylindanedicarboxylic acid and isophoronediamine, 300 g of water that disperses 5 g of Syloid # included, and with 0.7 g of isophoronediamine in one with oxygen-free nitrogen flushed autoclave with the addition of 095 ml of 3N phosphoric acid and 23.8 ml of 2N acetic acid heated to 250 ° C.
Nach einer ebenfalls bei 2500C geführten Reaktionszeit von 1 Stunde wird der entstandene Gasüberdruck innerhalb von 90 Min. langsam abgelassen und dann die Reiktionskomponenten 6 Stunden weiter bei 290°C polykondensiert. Während dieser Zeit wird das Reaktionsgemisch durch ständig erneuerten sauerstofffreien Stickstoff überschichtet. Die 9ertig polykondensierte Schmelze wird dann mittels eines aufgegebenen Stickstoffgasdrucks aus dem Autoklaven durch eine Duse zu einem Faden verpreßt, der in Wasser gekühlt, granuliert und anschließend getrocknet wird. Im Anschluß daran wird das Granulat in einem Extruder wieder aufgeschmelzen und die daraus fadenförmig extrudierte Schmelze nach Erstarrung teilweise bei 20°C im Verhältnis 1:3,7 und teilweise bet-8000 im Verhältnis 1:4,1 gereckt. ile entsprechenden Schrumpfwerte sind der im Anschluß an die Beispiele folgenden Tabelle zu entnehmen.After a reaction time of 1 hour, also carried out at 2500C the resulting gas overpressure is slowly released within 90 minutes and then the friction components continue to polycondense at 290 ° C. for 6 hours. During this The reaction mixture is replaced by constantly renewed oxygen-free nitrogen layered. The finished polycondensed melt is then applied by means of a Nitrogen gas pressure from the autoclave through a nozzle to form a thread, which is cooled in water, granulated and then dried. In connection on this the granulate is melted again in an extruder and the resulting filamentary extruded melt after solidification partly at 20 ° C in a ratio of 1: 3.7 and partly bet-8000 stretched in a ratio of 1: 4.1. ile corresponding shrinkage values can be found in the table following the examples.
Der Schmelzbereich des erfindungsgemäßen Polykondensats liegt zwischen 170 und 17700, die relative Viskosität (gemessen bei 250C an einer Lösung, die 1 g Copolyamid in 100 ml 96%iger Schwefelsäure gelöst enthält) beträgt 2,13 und der durch Wasser extrahierbare Anteil des Polykondensats ist 0,9%.The melting range of the polycondensate according to the invention is between 170 and 17700, the relative viscosity (measured at 250C on a solution containing 1 g copolyamide contains dissolved in 100 ml of 96% sulfuric acid) 2.13 and the proportion of the polycondensate that can be extracted by water is 0.9%.
Beispiel 2: 800 g Aminoundecansäure werden mit 200 g des Salzes aus Phenylindandicarbonsäure und Isophorondiamin, 500 g Wasaber, die 5 g Syloid zu dispergiert enthalten, und mit 1,4 g Isophorondiamin in einem mit sauerstofffreiem Stickstoff gespülten Autoklaven auf 250°C unter Zusatz von 23,8 ml 2 n Essigsäure und 0,5 ml 3 n Phosphorsäure erhitzt.Example 2: 800 g of aminoundecanoic acid are made with 200 g of the salt Phenylindanedicarboxylic acid and isophoronediamine, 500 g Wasaber, which dispersed 5 g of Syloid included, and with 1.4 g of isophoronediamine in one with oxygen-free nitrogen Rinsed autoclave to 250 ° C with the addition of 23.8 ml of 2N acetic acid and 0.5 ml 3 N phosphoric acid heated.
Die übrigen Versuchsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1).The other test conditions are the same as in the example 1).
Der Schmelzbereich des erfindungsgemäßen Polykondensats liegt zwischen 157 und 16800, die relative Viskosität (gemessen bei 250C an einer Lösung, die 1 g Copolyamid in 100 ml 96%iger Schwefelsäure gelöst enthält, beträgt 1,78 und der durch Wasser extrahierbare Anteil des Polykondensats ist 0,4ffi. Das granulierte, erfindungsgemäße Polykondensat wird in einem Extruder wieder aufgeschmolzen und die daraus fadenförmig extrudierte Schmelze nach Erstarrung teilweise bei 20°C im Verhältnis 1:3,9 und teilweise bei 800C im Verhältnis 1:4,1 gereckt. Die entsprechenden Schrumpfwerte sind der im Anschluß an die Beispiele folgenden Tabelle zu entnehmen.The melting range of the polycondensate according to the invention is between 157 and 16800, the relative viscosity (measured at 250C on a solution containing 1 g of copolyamide dissolved in 100 ml of 96% sulfuric acid is 1.78 and the The proportion of the polycondensate that can be extracted by water is 0.4ffi. The granulated, Polycondensate according to the invention is melted again in an extruder and the melt extruded therefrom in the form of threads after solidification partly at 20 ° C im Ratio 1: 3.9 and partly stretched at 80 ° C. in a ratio of 1: 4.1. The corresponding Shrinkage values can be found in the table following the examples.
Beispiel 3: 700 g Aminoundecansäure werden mit 300 g des Salzes Phenylindandicarbonsäure und Isophorondiamin, 300 g Wasser, die 5 g Aerosil dispergiert enthalten, und mit 2,1 g Isophorondiamin in einem mit sauerstofffreiem Stickstoff gespülten Autoklaven auf 250°C unter Zusatz von 23,8 ml 2 n Essigsäure und 0,5 ml 3 n Phosphorsäure erhitzt. Die übrigen Reaktionsbedingungen sind dieselben wie in Beispiel 1).Example 3: 700 g of aminoundecanoic acid are mixed with 300 g of the salt phenylindanedicarboxylic acid and isophoronediamine, 300 g of water that Contains 5 g of Aerosil dispersed, and with 2.1 g of isophoronediamine in a purged with oxygen-free nitrogen Autoclave to 250 ° C with the addition of 23.8 ml of 2N acetic acid and 0.5 ml of 3N phosphoric acid heated. The other reaction conditions are the same as in Example 1).
er Schmelzbereich des erfindungsgemäßen Polykondensats liegt zwischen 147 und 161°C, die relative Viskosität (gemessen bei 250C an einer Lösung, die 1 g Copolyamid in 100 ml 96%iger Schwefelsäure gelöst enthält) beträgt 1,75 und der durch Wasser extrahierbare Anteil des Polykondensats ist 1,12%. Das granulierte Polykondensat wird in einem Extruder wieder aufgeschmolzen und die daraus fadenförmig extrudierte Schmelze nach Erstarrung teilweise bei 200C im Verhältnis 1:3,4 und teilweise bei 800C im Verhältnis von 1:3,4 gereckt. Die entsprechenden Schrumpfwerte sind der im Anschluß an die Beispiele folgenden Tabelle zu entnehmen.he melting range of the polycondensate according to the invention is between 147 and 161 ° C, the relative viscosity (measured at 250C on a solution containing 1 g of copolyamide dissolved in 100 ml of 96% sulfuric acid) is 1.75 and the The proportion of the polycondensate that can be extracted by water is 1.12%. The granulated Polycondensate is melted again in an extruder and the resulting filamentary extruded melt after solidification partly at 200C in a ratio of 1: 3.4 and partly stretched at 800C in a ratio of 1: 3.4. The corresponding shrinkage values can be found in the table following the examples.
Beispiel 4: 600 g Aminoundecansäure werden mit 400 g des Salzes aus Phenylindandicarbonsä,ur und Isophorondiamin, 300 g Wasser, die 5 g Syloid dispergiert enthalten, und mit 2,8 g Isophorondiamin in einem mit sauerstofffreiem Stickstoff gespülten Autoklaven auf 250°C unter Zusatz von 23,8 ml 2 n Essigsäure und 0,5 ml 3 n Phosphorsäure erhitzt. Die übrigen Reaktionsbedingungen sind dieselben wie in Beispiel 1).Example 4: 600 g of aminoundecanoic acid are made with 400 g of the salt Phenylindanedicarboxylic acid, and isophoronediamine, 300 g of water that disperses 5 g of syloid included, and with 2.8 g of isophoronediamine in one with oxygen-free nitrogen Rinsed autoclave to 250 ° C with the addition of 23.8 ml of 2N acetic acid and 0.5 ml 3 N phosphoric acid heated. The other reaction conditions are the same as in Example 1).
Der Schmelzbereich des erfindungsgemäßen Polykondensats liegt zwischen 134 und 1590C, die relative Viskosität (gemessen bei 2500 an einer Lösung, die 1 g Copolyamid in 100 ml 96%iger Schwefelsäure gelöst enthält) beträgt 1,73 und der durch Wasser extrahierbare Anteil des Polykondensats ist 0,8%.The melting range of the polycondensate according to the invention is between 134 and 1590C, the relative viscosity (measured at 2500 on a Solution containing 1 g of copolyamide dissolved in 100 ml of 96% sulfuric acid) 1.73 and the proportion of the polycondensate that can be extracted by water is 0.8%.
Das granulierte erfindungsgemäße Polykondensat wird in einem Extruder wieder aufgeschmolzen und die daraus fadenförmig extrudierte Schmelze nach Erstarrung teilweise bei 200C im Verhältnis 1:3,4 und teilweise bei 800a im Verhältnis 1:3,4 gereckt.The granulated polycondensate according to the invention is in an extruder melted again and the melt extruded therefrom in thread form after solidification partly at 200C in the ratio 1: 3.4 and partly at 800a in the ratio 1: 3.4 stretched.
Die entsprechenden Schrumpfwerte sind der anschließenden Tabelle zu entnehmen.The corresponding shrinkage values can be found in the table below remove.
Zur Ermittlung der Schrumpfung in % der erfinaungsgemäßen Polykondensate
werden die gemäß Beispiel 1 - 4 hergestellten gereckten Fäden jeweils 1 Minute in
Wasser von 40, 50, 65, 80 und 90 bzw. 950C eingetaucht, wobei die Schrumpfung nach
folgender Gleichung berechnet wird: Länge des gereckten Fadens - Länge des geschrumpften
Fadens 100 = Schrumpfung in % Länge des gereckten Padens In der Tabelle bedeuten:
1 : gereckter Faden aus 1. Beispiel 2 : gereckter Faden aus 2. Beispiel 5 : gereckter
Paden aus 3. Beispiel 4 : gereckter Paden aus 4. Beispiel
'Pabelle
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