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Xus der Schmelze geformte Fäden oder Fasern aus einem
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Gemisch aus einer Polyvinylchloridmasse und einem Polyester Gegenstand
der Erfindung sind aus der Schmelze geformte Fäden oder Fasern aus einem Gemisch-aus
einer P~olyvinylchloridmasse und einem Polyester mit 50 bis 95 Gewich-tsprozent
Polyvinylchloridmasse, die zumindestens zu 50 Molprozent aus Vinylchloridmonomereinheiten
aufgebaut ist und 5 bis 50 Gewichtsprozent eines linearen gesättigten, zumindestens
partiell kristallinen Polyester.
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Aus der DE-OS 24 25 806 sind bereits Fäden aus einem Gemisch aus einer
Polyvinylchloridmasse und Polyestern bekannt. Die hierbei verwendeten Polyester
sind jedoch im wesentlichen nicht kristallisierbar. Solche Fäden haben jedoch sehr
begrenzte textile Gebrauchseigenschaften.
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Es war deshalb die technische Aufgabe gestellt, Fäden und Fasern mit
hohem PVC-Gehalt und gleichzeitig verbesserten textilen Eigenschaften, wie Bruchdehnung
und Dimensionsstabilität bei thermischer Beanspruchung zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst, durch aus der Schmelze geformte Fäden oder
Fasern aus einem Gemisch aus einer Polyvinylchloridmasse und einem Polyester, gekennzeichnet
durch
'50 bis 95 Gewichtsprozent einer Polyvinylchloridmasse, die
mindestens aus 50 Molprozent Vinylchloridmonomereinheiten aufgebaut ist, und 5 bis
50 Gewichtsprozent eines linearen, gesättigten, zumindest partiell kristallisierbaren
Polyesters der Formel - G(SG) nG -, in der S einen Dicarbonsäurerest bezeichnet,
der sich von Alkan- und/oder Benzol- oder Naphthalindicarbonsäuren herleitet, G
Diolreste bezeichnet, die sich von aliphatischen oder aromatischen Diolen herleiten
und n eine Zahl 230 bedeutet.
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Die Fäden und Fasern entsprechend der Erfindung, haben den Vorteil,
daß sie auch bei hohem PVC-Anteil verbesserte textile Eigenschaften haben. Insbesondere
sind die verbesserte Bruchdehnung und Dimensionsstabilität bei thermischer Beanspruchung,
d.h. Hitzeschrumpfeigenschaft, hervorzuheben.
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Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyvinylchloridmassen sind mindestens
zu 50 Molprozent aus Vinychloridmonomereinheiten aufgebaut. Bevorzugt beträgt der
Gehalt an Vinyloloridmonomereinheiten mindestens 80 Molprozent. Als Comonomere können
Vinylacetat, Vinylidenhalogenide, Acrylsäureester von Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
ungesättigte Kohlenwasserstoffe, z.B. Olefine mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen, enthalten
sein. Die verwendeten Polyvinylchloridmassen enthalten zweckmäßig außerdem an sich
bekannte Stabilisatoren gegen thermischen Abbau, wie organische Zinnverbindungen
oder basische Bleisulfate wie sie bei PVCmassen üblich sind und sonstige Zusätze,
wie Pigmente und Schmiermittel wie z.B. Ca-stearat. Vorteilhaft haben die Polyvinylchloridmassen
eine Viskositätszahl von 80 bis 130 nach DIN 53 726.
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'Die verwendeten linearen, gesättigten Polyester haben die Formel
- G(SG)nG -, in der S einen Dicarbonsäurerest bezeichnet, der sich von Alkan- undloder
Benzol- oder aphthalindicarbonsäuren herleitet, G Diolreste bezeichnet, die sich
von aliphatischen oder aromatischen Diolen herleiten und n eine ganze Zahl >30
ist. Ein wesentliches Merkmal der verwendeten Polyester ist, daß sie zumindest partiell
kristallin sind. Die Kristallinität läßt sich durch bekannte physikalisch-chemische
Methoden wie z.B.
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Differentialthermoanalyse oder Röntgenstrukturanalyse messen. Vorteilhaft
beträgt die Kristallinität >40 %t Der Kristallitschmelzpunkt der verwendeten
Polyester beträgt vorteilhaft 140 bis 2000C.
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Vorteilhaft haben die Polyester Grenzviskositäten, gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol
im Gewichtsverhältnis 3:2 in 0,5-gewichtsprozentiger Lösung bei 250Cs von 0,5 bis
1,0, insbesondere 0,6 bis 0,8. Bevorzugte mittlere Polymerisationsgrade der Polyester
sind von 30 bis 160, insbesondere 80 bis 140.
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Bevorzugte Polyester leiten sich von Alkandicarbonsäuren mit 6 bis
12 Kohlenstoffatomen oder Benzoldicarbonsäuren sowie Alkandiolen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen,
ab. In besonders bevorzugten Polyestern leiten sich mindestens 50 Molprozent der
Dicarbonsäurereste von Terephthalsäure ab sowie mindestens 50 Molprozent der Diolreste
von 1,4-Butandiol oder 1,6-Hexandiol. Es versteht sich, daß der Rest sich dann von
anderen der aufgeführten Dicarbonsäuren oder Diolen ableitet.
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Geeignete Dicarbonsäuren sind beispielsweise Adipinsäure, Azelainsäure,
Glutarsäure, Sebazinsäure, Naphthalindicarbonsäure-2,6, Naphthalindicarbonsäure-2,7,
dimere Fettsäuren, Terephthalsäure, Isophthalsäure. Geeignete Diole
rSind
beispielsweise Äthylenglykol, Butandiol-1,4, exandiol-1,6 oder Dimethylolcyclohexan4
Polyester werden nach an sich bekannten Verfahren hergestellt. Beispielsweise durch
Veresterung der Dicarbonqsauren mit Alkandiolen oder Umesterung der entsprechenden
niederen Alkylester insbesondere Methylester mit Diolen, bei Temperaturen von 160
bis 220°C, in Gegenwart von geeigneten Katalysatoren wie Zinkacetat, Hanganacetat,
Tetraalkyltitanate, anschließende Polykondensation in Gegenwart von Titan, Hangan,
Antimon oder Zinkverbindungen als Katalysatoren bei Temperaturen von 220 bis 2800C
unter vermindertem Druck Zusätzlich können bekannte Stabilisatoren vom Typ der organischen
Phosphorsäureester zugesetzt werden. Darüber hinaus werden in der Regel Zusätze
zur Verbesserung der Lichtstabilität wie Benzophenone oder zur Verminderung des
Glanzes und zur Anfärbung wie Ti02, Ruß, organ. Pigmente angewandt.
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Geeignete Verfahren werden beispielsweise beschrieben in H. LUDEWIG:
Chemie und Technologie der Polyesterfasern" Akademie-Verlag, Berlin.
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Die erfindungsgemäßen Gemische, d.h. die Fäden oder Fasern, enthalten
50 bis 95 Gewichtsprozent Polyvinylchloridmasse, insbesondere 60 bis 80 Gewichtsprozent
Polyvinylchloridmasse und 5 bis 50, insbesondere 20 bis 40 Gewichtsprozent Polyester.
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Das Mischen der Polyvinylchloridmasse mit dem Polyester erfolgt in
an sich bekannter Weise, z.B. mittels Walzen, Knetern, Mischwellenextrudern oder
Doppelwellenmischern.
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Zweckmäßig hält man hierbei Temperaturen von 160 bis 2100C ein, wobei
man darauf achtet, daß die angewandte Temperatur jeweils etwa 1000 über dem Kristallitschmelzpunkt
des jeweils angewandten Polyesters liegt. Durch das
Mischen erhält
man eine völlig homogene Masse, in der sich' durch physikalische Messungen keine
heterogenen Phasen nachweisen lassen.
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Das so erhaltene Gemisch wird gegebenenfalls nach vorher gem Granulieren
bei Temperaturen von 160 bis 2200C aus der Schmelze versponnen. Hierbei hält man
vorteilhaft Abzugsgeschwindigkeiten von 100 bis 1000 Meter pro Minute ein. Anschließend
werden die ersponnenen Fäden bei erhöhter Temperatur, z.B. 50 bis 1200C, um das
1,1 bis 5,0-fache verstreckt. Zweckmäßig werden die Fäden dann bei erhöhter Temperatur,
z.B. 70 bis 1500C, unter Spannung fixiert.
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Die erfindungsgemäßen Fäden und Fasern eignen sich zur erstellung
von flächigen Gebilden, insbesondere von Geweben, Gewirken oder Vliesen.
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Der Gegenstand der Erfindung sei im folgenden Beispiel veranschaulicht.
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Beispiel 1 Eine unmodifizierte Polyvinylchloridmasse (100 Mol-% Vinylchlorideinheiten,
die nach dem Suspensionsverfahren hergestellt wurde und eine Viskositätszahl von
92 nach DIN 53 726 hat, wird im Gewichtsverhältnis von 60 : 40 mit einem Polyester
aus 100 Molprozent 1,4-Butandioleinheiten, 70 Molprozent Terephthalsäure und 30
Molprozent Adipinsäureeinheiten in einem Zweiwellenkneter unter Zusatz von 3 Gewichtsprozent
Dibutyl-Zinn-S,S'-di(isooctylthioglykolat), 1,5 Gewichtsprozent epoxidiertes Sojabohnenöl
und 1 Gewichtsprozent C16/Cl8-Fettalkohol--Gemisch und 0,2 Gewichtsprozent Wachs
(bezogen auf 100 Gewichtsprozent PVC) bei Temperaturen von 150 bis 185°C zu einer
homogenen Mischung verarbeitet. Der ver-L J
wendete Polyester hat
eine Kristallinität von 45 Prozent und einen Kristallitschmelzpunkt von 17500 sowie
eine Grenzviskosität von 0,85 und einen Polymerisationsgrad von 130. Die in Granulatform
anfallende Mischung hat eine Grenzviskosität, gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol,
im Gewichtsverhältnis 3 : 2 in 0,5-gewichtsprozentiger Lösung bei 25°C von 0,51,
einen Erweichungsbereich von ca.
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4000 und einen Schmelzbereich von ca. 16tot. Nach dem Trocknen wird
das Granulat auf einer handelsüblichen Spinnanlage, bestehend aus Aufschmelzextruder,
Spinnkopf und Spulenvorrichtungen bei einer Temperatur von 2000C und einer Spinngeschwindigkeit
von 360 Meter pro Minute versponnen.
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Man erhält Fäden vom Titer 419/10 dtex. und nach der Verstreckung
in Wasser von 70°C um das 2,5-fache einen Titer von 163/10 dtex. Die Fäden haben
eine Reißfestigkeit von 2,5 p/dtex und eine Bruchdehnung von 24 %. Nach dem Thermofixieren
bei 800C unter Spannung für einen Zeitraum von 60 Minuten wird ein Kochschrumpf
von 24 % ermittelt. Die Fäden haben eine Grenzviskosität von 0,45.
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Beispiel 2 Man verfährt wie im Beispiel 1 beschrieben, mischt jedoch
PVC und Polyester im Gewichtsverhältnis 70 : 30. Das im Granulatform anfallende
Gemisch hat eine Grenzviskosität von 0,74, einen Erweichungsbereich von ca. 500C
und einen Schmelzbereich von ca. 1600C. Nach dem Verspinnen analog Beispiel 1 und
anschließendem Verstrecken, erhält man Fäden mit einer Grenzviskosität von 0,40,
einem Titer von 156/10 dtex, einer Reißfestigkeit von 0,40, einem Titer von 156/10
dtex, einer Reißfestigkeit von 1,6 p/dtex und einer Bruchdehnung von 17 %. Nach
dem Thermoformen bei 800C unter Spannung für einen Zeitraum von 60 Minuten wird
ein ochschrumpf von 27 % gemessen. J