DE60112411T2

DE60112411T2 - Dispergierende aufschlämmung zur herstellung von spandex

Info

Publication number: DE60112411T2
Application number: DE60112411T
Authority: DE
Inventors: Edward Thomas CARNEY; Oliver Gutsche; Kai-Volker Schubert
Original assignee: Invista Technologies SARL USA
Current assignee: Invista Technologies SARL USA
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: EP1264015B1; BR0109367B1; CN1416482A; US20010031791A1; KR100658550B1; JP2003527476A; JP4951183B2; WO2001068959A1; US20030149116A1; KR20020087082A; US6716523B2; US6531514B2; BR0109367A; HK1055450A1; CN1206395C; EP1264015A1; DE60112411D1

Description

Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nummer 09/525243, eingereicht am 15. März 2000.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine dispergierende Aufschlämmung von mindestens einem anorganischen teilchenförmigen Stoff, mindestens einem Dispergiermittel und mindestens einem flüssigen Amid und insbesondere eine derartige Aufschlämmung, in der das Dispergiermittel ein modifizierter phosphatierter Poly(alkylenether)alkohol ist.
BESCHREIBUNG DES HINTERGRUNDS DES FACHGEBIETS
Anorganische teilchenförmige Stoffe werden als Zusatzstoffe bei der Herstellung von Fasern einschließlich lösungsgesponnenem Spandex verwendet. Eine Vielzahl derartiger Zusatzstoffe ist in den US-Patentschriften 4525420, 3389942 und 5626960 offenbart und kann der Spinnlösung in Form eines Gemisches zugesetzt werden. Schwierigkeiten beim Filtrieren derartiger Lösungen in Vorbereitung zum Verspinnen und Ablagerungen in den Spinndüsen können aufgrund des Vorhandenseins der anorganischen teilchenförmigen Stoffe entstehen.
Die europäische Patenanmeldung 558758 und die US-Patentschrift 5969028 offenbaren die Verwendung von Fettsäuren und Metallsalzen von Fettsäuren als Dispergiermittel; diese sind jedoch nicht besonders wirksam. Die britische Patentschrift 1169352 und die japanische veröffentlichte Patentanmeldung JP63-151352 offenbaren die Verwendung von Polyetherphosphaten als Dispergiermittel für anorganische Materialien, aber nicht in Flüssigkeiten, die zum Lösungsspinnen von Polyurethanen zu Spandex geeignet sind.
Die internationale Patentanmeldung WO00/09789 und die japanische veröffentlichte Patentanmeldung JP11-229235 offenbaren ebenfalls bestimmte Dispergiermittel und ausgewählte Zusatzstoffe in Spandex, um Polyurethanfasern Chlorbeständigkeit zu verleihen. Diese beiden Dokumente offenbaren Phosphorsäureester („Behandlungsmittel"), die mit Oxiden oder Hydroxiden von Zink, Magnesium oder Aluminium vereinigt sind. WO00/09789 fordert zum Herstellen von elastomeren Urethanfasern, daß die Metallteilchen an dem Behandlungsmittel haften. Das Behandlungsmittel schließt unter anderem Polyoxyalkylenglycolalkylenethersäurephosphate ein. Aufschlämmungen, die mit diesen Dispergiermitteln hergestellt sind, sind nicht genügend stabil, besonders bei hohen Gehalten an anorganischen teilchenförmigen Stoffen.
Es gibt noch einen Bedarf für Verbesserungen beim Verspinnen von Spandex, das anorganische Zusatzstoffe enthält.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die dispergierende Aufschlämmung der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen aus

(A) 10–78 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der dispergierenden Aufschlämmung, eines anorganischen teilchenförmigen Stoffs, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carbonaten einschließlich komplexen Carbonaten, Sulfaten, Hydroxiden und Oxiden;
(B) 2–50 Gew.-%, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff, eines Dispergiermittels, löslich in der Flüssigkeit von Komponente (C), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) phosphatierten Block-Poly(alkylsiloxan)-poly(alkylenether)alkoholen und (ii) aromatisch oder alkylaromatisch terminierten phosphatierten Poly(alkylenether)alkoholen; und
(C) einer Flüssigkeit, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dimethylsulfoxid, Tetramethylharnstoff und Amiden.

Das Verfahren der Herstellung von Spandex unter Verwendung der dispergierenden Aufschlämmung dieser Erfindung umfaßt die Schritte:

(A) Mahlen der Aufschlämmung, so daß der teilchenförmige Stoff eine mittlere Teilchengröße hat, die nicht größer als 5 Mikrometer ist;
(B) Hinzufügen der Aufschlämmung zu einer Lösung von Polyurethan in einem Spinnlösungsmittel; und
(C) Verspinnen des Gemisches von Schritt (B), um Spandex zu erzeugen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 veranschaulicht die Auswirkung eines Blockcopolymers eines phosphatierten Poly(alkylenether)alkohols mit Polymethylsiloxan auf das Sedimentvolumen eines physikalischen Gemisches von Huntit und Hydromagnesit in DMAc.
2 veranschaulicht die Auswirkung verschiedener Gehalte eines Blockcopolymers aus einem phosphatierten Poly(alkylenether)alkohol mit Polymethylsiloxan auf die Viskosität von Aufschlämmungen von DMAc, einem physikalischen Gemisch von Huntit und Hydromagnesit und dem Blockcopolymer.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie hier verwendet, hat „Spandex" seine gewöhnliche Bedeutung, das heißt, ist eine künstliche Faser, in der die faserbildende Substanz ein langkettiges synthetisches Elastomer ist, das zu mindestens 85 Gew.-% aus einem segmentierten Polyurethan besteht. Zum Herstellen der Faser wird eine Lösung des Polyurethans in einem geeigneten Spinnlösungsmittel hergestellt und durch eine Spinndüse in eine Säule von erhitztem Gas (Trockenspinnen) oder in ein wässeriges Bad (Naßspinnen) hinein versponnen, um das Lösungsmittel zu entfernen. Die Lösung wird gewöhnlich filtriert, bevor sie die Spinndüsen erreicht, um das Verstopfen zu verringern. „Modifiziert", wie es hier für phosphatierte Poly(alkylenether)alkohol-Dispergiermittel und ihre Vorprodukte angewendet wird, bedeutet, daß das Dispergiermittel oder Vorprodukt eine aromatische oder alkylaromatische Endgruppe oder einen Polyalkylsiloxanblock aufweist. Der Siliconblock der stärker bevorzugten Dispergiermittel, die bei der Herstellung der Aufschlämmung der Erfindung verwendet werden, ist nur teilweise alkyliert und enthält silanische Wasserstoffatome, die zum Aufpfropfen von Polyetherblöcken verfügbar sind; ein derartiger Siliconblock wird hier als „Polyalkylsiloxan" bezeichnet und seine am meisten übliche Form ist „Polymethylsiloxan".
Lösungsmittel, die zur Herstellung von Spandex geeignet sind, sind im allgemeinen flüssige Amide, zum Beispiel Dimethylacetamid („DMAc"), N-Methyl-2-pyrrolidon („NMP") und Dimethylformamid. Dimethylsulfoxid (DMSO) und Tetramethylharnstoff (TMU) können ebenfalls verwendet werden. Eine Vielzahl von Stabilisatoren (zum Beispiel Chlorbeständigkeits- und Antiklebemittel), Mattierungsmitteln und Schmiermitteln können der Polyurethanlösung zugesetzt werden, bevor sie versponnen wird. Feinzerteilte anorganische teilchenförmige Stoffe können als Stabilisatoren, Pigmente und Mattierungsmittel verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist eine dispergierende Aufschlämmung (manchmal als Mahlbasis bezeichnet), die aus mindestens einem anorganischen teilchenförmigen Zusatzstoff, mindestens einem Dispergiermittel und mindestens einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Amide, DMSO und TMU, besteht. Die Aufschlämmung umfaßt 10–78 Gew.-%, typischerweise 10–70 Gew.-%, anorganischen teilchenförmigen Stoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung, und 2–50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des anorganischen teilchenförmigen Stoffes, von mindestens einem Dispergiermittel. Der bevorzugte Bereich ist 2–25 Gew.-%.
Um eine kleinere Ausrüstung zu verwenden und die Mahlwirksamkeit zu verbessern, während ein schneller Anstieg der Viskosität der Aufschlämmung vermieden wird, der die Verarbeitung schwierig machen kann, wird bevorzugt, daß die Aufschlämmung etwa 35–70 Gew.-% anorganischen teilchenförmigen Stoff umfaßt. Es war unerwartet, daß eine nichtwässerige, mahlbare Aufschlämmung mit niedriger Viskosität mit derart hohen Gehalten an teilchenförmigem Stoff hergestellt werden konnte.
Der anorganische teilchenförmige Stoff in dem Gemisch kann eine mittlere Größe (bezogen auf die Volumenverteilung) von etwa fünf Mikrometern oder weniger und, zum verbesserten Verspinnen zu Fasern, vorzugsweise von etwa einem Mikrometer oder weniger haben. Wenn die Teilchengröße des anorganischen teilchenförmigen Stoffs ≤ 1 Mikrometer beträgt, werden 4–15 Gew.-% Dispergiermittel bevorzugt. Derartige Aufschlämmungen, wenn vermahlen oder anderweitig zerkleinert und mit Polyurethanspinnlösung vereinigt, können aufgrund der verminderten Gehalte an übergroßen Teilchen leicht vor dem Verspinnen zu Spandex filtriert werden. Ablagerungen auf der Innenseite der Spinndüsen können ebenfalls verringert werden.
Dispergiermittel, die bei der Herstellung von der dispergierenden Aufschlämmung und Spandex der Erfindung verwendbar sind, können aromatisch oder alkylaromatisch terminierte phosphatierte Poly(alkylenether)alkohole und phosphatierte Poly(alkylenether)alkohole, gebunden an ein Polyalkylsiloxangrundgerüst als terminaler Block oder als Kammblock, sein. Aromatisch terminierte phosphatierte Poly(alkylenether)alkohole werden bevorzugt und phosphatierte Poly(alkylenether)alkohole, gebunden an ein Polyalkylsiloxangrundgerüst als terminaler Block oder als Kammblock, werden stärker bevorzugt. In dem Fall derartiger modifizierter phosphatierter Poly(alkylenether)alkohole können die polymeren Alkohole als Vorprodukte Homopolyether, statistische Copolyether oder Blockcopolyether sein. Ein Beispiel eines Homopolyethers als Vorprodukt ist Poly(ethylenether)alkohol und ein Beispiel eines Copolyethers als Vorprodukt ist Poly(ethylenether-co-propylenether)alkohol. Modifizierte phosphatierte Poly(alkylenether)alkohole können durch die Umsetzung eines entsprechend modifizierten Poly(alkylenether)alkohols (entweder ein Monoalkohol oder ein Dialkohol) mit Polyphosphorsäure, Phosphoroxytrichlorid oder Phosphorpentoxid hergestellt werden, zum Beispiel wie in der internationalen Patentanmeldung WO97/19748, der US-Patentschrift 3567636 und den Referenzen darin beschrieben ist. Die freie Säureform der resultierenden modifizierten Poly(alkylenether)phosphatmono- und -diester wird verwendet; andere Formen, wie beispielsweise die Alkalimetallsalze, sind im allgemeinen in den mit dieser Erfindung verwendeten Flüssigkeiten unlöslich.
Die Poly(alkylenether)alkohole, die modifiziert und phosphatiert werden, um die entsprechenden Phosphatester-Dispergiermittel zu erzeugen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden manchmal auch Oxiran(co)polymere, (Co)poly(oxyalkylen)alkohole, Ethylenoxid- und Propylenoxid(co)polymere oder (Co)polyalkylenglycole genannt.
Die modifizierten phosphatierten Poly(alkylenether)alkohole können mit aromatischen oder alkylaromatischen Einheiten, wie beispielsweise Phenyl-, Tristyrylphenyl-, Nonylphenyl- und ähnliche Gruppen, terminiert sein. Die Terminierung mit zum Beispiel Phenyl- oder Tristyrylphenylgruppen wird bevorzugt. Zum Beispiel wird Tristyrylphenyl-terminiertes Poly(ethylenether)alkoholphosphat mit 16 Ethylenethergruppen durch die Formel:
dargestellt.
Eine stärker bevorzugte Form von in der vorliegenden Erfindung verwendetem phosphatierten Poly(alkylenether) ist ein terminales oder Kammblock-Copolymer mit einem Silicongrundgerüst, zum Beispiel von Polymethylsiloxan. Wie in den US-Patentschriften 5070171, 5149765 und 5785894 beschrieben ist, können derartige Polymere durch Umsetzen von Polymethylsiloxanen, enthaltend (ein) silanische(s) Wasserstoffatom(e), mit Allylalkohol oder einem Allylalkoholalkoxylat des gewünschten Polyethers, um den Blockpolysiloxanpolyether zu ergeben, und nachfolgende Phosphatierung mit Phosphorsäure oder Phosphorpentoxid hergestellt werden. Derartige bevorzugte Dispergiermittel werden hier als „phosphatierte Block-Poly(alkylsiloxan)-poly(alkylenether)alkohole" und ihre gebräuchlichste Form als „phosphatierte Block-Poly(methylsiloxan)-trimethylen-poly(ethylenether)alkohole" bezeichnet. Das optionale "Trimethylen"-Glied zeigt das Verbindungsglied zwischen den Blöcken an, das durch Reaktion mit Allylalkohol erzeugt wird. Diese Dispergiermittel können durch die folgenden Formeln dargestellt werden:
hier ist R
a ist eine ganze Zahl von 0 bis 200;
b ist eine ganze Zahl von 0 bis 200;
c ist eine ganze Zahl von 1 bis 200;
R¹ ist aus -(CH₂)_nCH₃ und Phenyl ausgewählt;
n ist eine ganze Zahl von 0 bis 10;
R² ist -(CH₂)₃-(OCH₂CH₂)_x-[OCH₂CH(CH₃)]_y-(OCH₂CH₂)]_z-OH;
x, y und z sind ganze Zahlen und sind unabhängig aus 0 bis 20 ausgewählt; und
e und f reichen von 1 bis 2 mit der Maßgabe, daß e + f = 3; und
wobei
a eine ganze Zahl von 0 bis 200 ist;
b eine ganze Zahl von 0 bis 200 ist;
c eine ganze Zahl von 1 bis 200 ist;
R¹ aus -(CH₂)_nCH₃ oder Phenyl ausgewählt ist;
n eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist;
R² -(CH₂)₃-(OCH₂CH₂)_x-[OCH₂CH(CH₃)]_y-(OCH₂CH₂)]₂-OH ist; und
x, y und z ganze Zahlen sind und unabhängig aus 0 bis 20 ausgewählt sind.
In den modifizierten phosphatierten Poly(alkylenether)alkoholen, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, können andere Einheiten vorhanden sein, zum Beispiel in dem Polyetheranteil, mit der Maßgabe, daß derartige Einheiten die Aufschlämmung, das Verfahren und/oder das Spandex der Erfindung nicht schädlich beeinflussen. Zu derartigen Einheiten gehören Keto-, Amid-, Urethan-, Harnstoff- und Estergruppen.
Zu anorganischen teilchenförmigen Stoffen, die in der dispergierenden Aufschlämmung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, gehören Carbonate (z.B. Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat und komplexe Carbonate, wie beispielsweise Hydrotalkit und ein physikalisches Gemisch von Huntit, Mg₃Ca(CO₃)₄, und Hydromagnesit, Mg₄(CO₃)₄·Mg(OH)₂·4H₂O), Sulfate (z.B. Bariumsulfat und Calciumsulfat), Hydroxide (z.B. Magnesiumhydroxid und Calciumhydroxid), und Oxide (z.B. Silicate, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid und Zinkoxid). Das Hydrotalkit kann synthetisch oder natürlich vorkommend sein und hat die allgemeine Formel M²⁺ _xAl₂(OH)_2x+6-nz(A^n–)₂·mH₂O, wobei M Mg oder Zn ist, x eine positive ganze Zahl von mindestens 2 ist, z eine positive ganze Zahl von 2 oder weniger ist, m eine positive ganze Zahl ist und A^n– ein Anion mit der Wertigkeit n ist. Zu Beispielen von Hydrotalkiten, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, gehören Mg_4,5Al₂(OH)₁₃CO₃·3,5H₂O, Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O, Mg₈Al₂(OH)₂₀CO₃·3,6H₂O, Mg_4,7Al₂(OH)_13,4CO₃·3,7H₂O, Mg_3,9Al₂(OH)_5,8CO₃·2,7H₂O und Mg₃Al₂(OH)₁₀CO₃·1,7H₂O.
Zu flüssigen Amiden, die in dieser Erfindung verwendet werden können, gehören DMAc, NMP und Dimethylformamid.
Die dispergierende Aufschlämmung wird durch Zusammenmischen und dann gegebenenfalls Mahlen oder Zerkleinern von mindestens einem von einem flüssigen Amid, TMU und DMSO, mindestens einem anorganischen teilchenförmigen Stoff und mindestens einem Dispergiermittel hergestellt. Die Aufschlämmung kann auch andere Zusatzstoffe enthalten.
Die Bestandteile der Aufschlämmung können in jeder Reihenfolge gemischt werden, aber es wird bevorzugt, daß entweder das Dispergiermittel zuerst mit der Flüssigkeit gemischt wird und dann der anorganische teilchenförmige Stoff hinzugegeben wird oder daß das Dispergiermittel zuerst mit dem anorganischen teilchenförmigen Stoff gemischt oder auf ihn aufgebracht wird und dann die Flüssigkeit hinzugegeben wird. Zuerst Mischen der Flüssigkeit mit dem anorganischen teilchenförmigen Stoff kann zu unerwünscht hoher Anfangsviskosität führen, zumindest bis das Dispergiermittel hinzugegeben wird.
Gegebenenfalls kann die Aufschlämmung mit zusätzlichem flüssigen Amid und/oder einer Lösung von Polyurethan in Amid verdünnt, oder dünner gemacht, werden. Die dünner gemachte Aufschlämmung kann dann mit zusätzlicher Polyurethanlösung und anderen Zusatzstoffen gemischt werden, um eine sogenannte Polyurethanspinnlösung zu erzeugen, die dann trocken oder naß versponnen wird, um Spandex zu erzeugen, das etwa 0,1–10 Gew.-% anorganischen Zusatzstoff, bezogen auf das Gewicht der Faser, enthält. Zum Beispiel können etwa 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Spandex, eines physikalischen Gemisches von Huntit und Hydromagnesit verwendet werden.
Sofern nicht anderweitig vermerkt, wurden die Dispergiermittel, die in den Beispielen getestet wurden, rein oder fast rein verwendet; jedoch können andere Materialien in dem Dispergiermittel vorhanden sein, wenn derartige Materialien die Herstellung, Verarbeitung und Verwendung der dispergierenden Aufschlämmung oder des resultierenden Spandex nicht nachteilig beeinflussen. Kommerzielle phosphatierte Polyetheralkohole, die in den Beispielen verwendet wurden, waren komplexe Gemische von Monoester, Diester, nicht umgesetzter Phosphorsäure und nicht phosphatiertem Polyetheralkohol (AATCC Journal, November 1995, S. 17–20). Lambent Phos A-100, ein Block-Polymethylsiloxantrimethylen-polyethylenetheralkoholphosphat, ist ein Kammpolymer mit einer Vielzahl von Polyethylenethergruppen als Zähnen des Kamms, und etwa 40% der Hydroxylgruppen in jedem Blockcopolymermolekül sind phosphatiert, wobei 5–8% Monoester sind, 26–33% Diester sind und der Rest der Hydroxylgruppen auf den Polyethylenetherzähnen im wesentlichen nicht umgesetzte (nichtionische) Einheiten sind. Weniger als 1 % von Lambent Phos A-100 ist Phosphorsäure.
Die in den Beispielen verwendeten anorganischen teilchenförmigen Materialien waren wie folgt; alle Bezüge auf die Teilchengröße sind auf die Volumenverteilung bezogen:
Ultracarb^® U5: Microfine Minerals, Ltd. Ein ungefähr 50/50-Gewichtsverhältnis von Huntit und Hydromagnesit mit einer mittleren Teilchengröße von 5 Mikrometern.
Ultracarb^® UF: Microfine Minerals Ltd. Ähnlich Ultracarb^® U5, aber hat eine mittlere Teilchengröße von 1 Mikrometer mit Teilchenagglomeraten mit einer mittleren Größe von 30 Mikrometern.
Ultracarb^® UF, luftvermahlen: Ultracarb^® UF, welches durch eine Luftstrahlmühle verarbeitet worden ist, um Agglomerate aufzubrechen. Mittlere Teilchengröße von etwa 1 Mikrometer.
Mag^®Chem BMC-2: Martin Marietta Magnesia Specialties, Inc. Hochreaktives basisches Magnesiumcarbonatpulver, Mg₅(CO₃)₄(OH)₂·4H₂O mit hoher Reinheit. Teilchengröße 1,5 Mikrometer.
Mag^®Chem 50M: Martin Marietta Magnesia Specialties, Inc. Leicht gebranntes Magnesiumoxid mit einer mittleren Teilchengröße von 1 Mikrometer.
R902 DuPont: Titandioxid, mittlere Teilchengröße 0,42 Mikrometer.
Kadox^® 911: E.W. Kaufman Co. Zinkoxid, mindestens 99,9% rein, mittlere Teilchengröße 0,1 Mikrometer.
DHT-4A: Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Synthetisches Hydrotalkit, Mg_4,5Al₂(OH)₁₃CO₃·3,5H₂O.
Bariumsulfat: Sachtleben Chemie GmbH, Micro, Handelsklasse Barytweiß, Teilchengröße 1 Mikrometer.
Die Dispergiermittelkandidaten wurden zuerst auf der Basis der Löslichkeit in DMAc überprüft. Nur diejenigen, die löslich waren, wurden im Hinblick auf ihre Fähigkeit untersucht, anorganische teilchenförmige Stoffe in den Flüssigkeiten, die in dieser Erfindung benutzt wurden, wirksam zu dispergieren. Zusätzliche Tests wurden dann durchgeführt, um die Wirksamkeit der Dispergiermittel bei der Erzeugung dichter Sedimente mit geringem Volumen mit einem anorganischen teilchenförmigen Stoff in DMAc zu bestimmen, nachdem sie sorgfältig gerührt und dann stehen gelassen worden waren. Geringe Sedimentvolumina sind wünschenswert, weil sie anzeigen, daß die Teilchen sich gegenseitig abstoßen und gut dispergiert, nicht ausgeflockt oder agglomeriert sind und deshalb imstande sind, sich in einem gut verfestigten Sediment abzusetzen. (Siehe „Introduction to Modern Colloid Science" ("Einführung in die moderne Kolloidwissenschaft"), Robert. J. Hunter, Oxford University Press, 1993, S. 294 ff.).
Wenn nicht anderweitig vermerkt, wurden Sedimentationstests durchgeführt, indem verdünnte Gemische in DMAc mit 15 Gew.-% anorganischen Feststoffen, bezogen auf das Gewicht des DMAc, verwendet wurden. Eine Probe wurde unter Verwendung eines IKA Ultra-Turrax T25 Basic Disperser (elementarer Dispergierer) (IKA Works, Inc., Wilmington, NC) für 3 Minuten bei 16000 U/min (Einstellung 3) kräftig gemischt, wobei die Dispergiergeräte S25N-25G für Mischungsvolumen von 50–2500 ml und S25N-10G für Mischungsvolumen von 1–50 ml verwendet wurden; diese beiden Geräte haben die gleichen Bewertungen der "Feinheit" der Emulsion. Sofort nachdem der Dipergierer gestoppt worden war, wurden 25 ml des Gemisches in einen graduierten 25-ml-Zylinder überführt. Der Zylinder wurde verschlossen, um die Verdampfung von Flüssigkeit zu verhindern, und das Sedimentvolumen wurde als Funktion der Zeit aufgezeichnet. Kleine Sedimentvolumina zeigen ein wirksames Dispergiermittel und eine stabile Dispersion an. In den Tabellen bezeichnen „Gew.-%" die Gewichtsprozent des Dispergiermittels, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff.
In dem Test, der zur Bestimmung der „Filtrierbarkeit" in den Beispielen verwendet wurde, wurde unter einem Druck von 80 psi (550 Kilopascal) die Menge der dispergierenden Aufschlämmung gemessen, die durch ein Sieb mit einer Porengröße von 12 Mikrometern hindurchging, bis das Sieb vollständig verstopft war. Die Testapparatur bestand aus einem Metallrohr, 1,75'' (4,4 cm) im Durchmesser und 18'' (46 cm) lang, mit Gewinde an jedem Ende, das in einer senkrechten Orientierung gehalten wurde. Das untere Ende des Rohrs war mit einer Metallkappe verschlossen, die in der Mitte eine Öffnung mit einem Durchmesser von 0,31'' (7,9 mm) hatte. Über dieser Öffnung, zwischen der Kappe und dem Rohr, waren ein Satz von 3 Metallsieben, von denen das untere 20 Mesh hatte, das mittlere 200 Mesh und das oberste 200 × 1400 Mesh hatte, der Konstruktion Dutch Twilled Weave mit einer absoluten Retentionsbewertung von 11–13 Mikrometern und ein Pappdichtungsring mit einer Öffnung von 1'' (2,54 cm) angeordnet. Der Dichtungsring diente dazu, einen druckdichten Verschluß zu ergeben und die Querschnittsfläche zu kontrollieren, durch welche die Aufschlämmung floß. Das obere Ende des Rohres war mit einer Metallkappe verschlossen, die mit einer Lufthochdruckleitung verbunden war. Der Test wurde durchgeführt, indem 500 Gramm der Aufschlämmung von anorganischem teilchenförmigen Stoff, Flüssigkeit und Dispergiermittel in das Rohr gegossen wurden, das die Siebpackung und die Bodenkappe enthielt, und dann die obere Kappe aufgeschraubt wurde, um einen dichten Verschluß herzustellen. Ein Ventil wurde geöffnet, um einen Luftdruck von 80 psi (550 Kilopascal) an den Apparat anzulegen, der die Aufschlämmung zwang, durch die Siebe und in einen Becher zu fließen. Wenn der Fluß vollständig aufgehört hatte, wurde die Menge der Aufschlämmung in dem Becher gewogen. Das Gewicht der gesammelten Aufschlämmung ist eine gute Vorhersage für die Arbeitskontinuität des Spandex-Spinnverfahrens; je mehr Aufschlämmung gesammelt wurde, um so besser war die Arbeitskontinuität beim Trockenspinnen.
Ein Instrument Microtrac X100 (Honeywell, Leeds und Northrup) wurde verwendet, um die D90 zu messen, welches die Teilchengröße ist, unter welche 90% des Volumens der Teilchen in einer Probe fallen.
Einige spezielle Beispiele von im Handel erhältlichen Dispergiermitteln, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind in den Tabellen IA und IB angegeben; die Information beruht auf Informationen, die von den Herstellern bereitgestellt werden; „CRN" bedeutet Chemical Registry Number (chemische Registriernummer). Für die modifizierten phosphatierten Poly(alkylenether)alkohole, wo die durchschnittliche Anzahl von Alkylenoxideinheiten in der Poly(alkylenether)kette bekannt ist, ist sie als „Anzahl EO" für Ethylenoxid- und als „Anzahl PO" für Propylenoxid-Einheiten angezeigt.
Die für Vergleichszwecke verwendeten Poly(alkylenether)alkohole waren entweder nicht phosphatiert oder waren, wenn phosphatiert, nicht mit aromatischen Gruppen, alkylaromatischen Gruppen oder Polyalkylsiloxanblöcken modifiziert und sind deshalb außerhalb des Bereichs dieser Erfindung.
TABELLE IA
TABELLE IB
BEISPIEL I
Die Auswirkung verschiedener Dispergiermittel auf das Sedimentationsverhalten von Ultracarb^® U5, ein anorganischer teilchenförmiger Stoff, in DMAc wurde gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben. Die Sedimentationszeit wurde bis zu dem Punkt gemessen, wenn im wesentlichen keine weitere Veränderung im Sedimentvolumen beobachtet wurde.
TABELLE II
Alle in Tabelle II aufgeführten Dispergiermittel verringerten das Sedimentvolumen.
BEISPIEL II
Die Auswirkung verschiedenartiger Gehalte von ausgewählten Dispergiermitteln auf das Sedimentvolumen, gemessen zwischen 68 und 70 Stunden, eines 15 gew.-%igen Gemisches von Ultracarb^® US in DMAc (bezogen auf das Gewicht von DMAc) wird durch die in Tabelle III angegebenen Ergebnisse veranschaulicht.
TABELLE III
Alle drei Dispergiermittel verringerten das Sedimentvolumen, wenn mit Proben ohne Dispergiermittel verglichen wurde. 1 veranschaulicht das Sedimentationsverhalten von 15 Gew.-% Ultracarb^® US in DMAc ohne Dispergiermittel und in Anwesenheit von 7,5 Gew.-% Lambent Phos^® A-100, bezogen auf Ultracarb^® U5. Die Wirksamkeit des Dispergiermittels wird aus dem viel niedrigeren Sedimentvolumen, als wenn das Dispergiermittel abwesend ist, offensichtlich.
BEISPIEL III
Die Auswirkung verschiedener Gehalte von ausgewählten Dispergiermitteln auf das Sedimentvolumen eines 15 gew.-%-igen Gemisches (bezogen auf das Gewicht von DMAc) von Ultracarb^® OF in DMAc in DMAc wurde getestet und die Ergebnisse sind in Tabelle IV angegeben. Die Sedimentationszeit für Soprophor^® 3D-33 betrug 55–56 Stunden, die für Lambent Phos^® A-100 betrug 70–71 Stunden und die für Solsperse^® 53095 betrug 77–79 Stunden, wobei das letztere Dispergiermittel außerhalb dieser Erfindung ist.
TABELLE IV
Extrapolation der Ergebnisse in Tabelle IV zeigt an, daß mit einer anorganischen Teilchengröße nicht größer als etwa ein Mikrometer die Sedimentvolumina bedeutsam verringert wurden, wenn der Gehalt an Dispergiermittel in dem Bereich von etwa 4–15 Gew.-%, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff, war.
Wenn Lambert Phos^® A-100 verwendet wurde, verkleinerte sich das Sedimentvolumen nach 70 Stunden weiterhin etwas, wobei es nach etwa 143 Stunden auf 6,2 ml fiel.
BEISPIEL IV
Vier verschiedene Typen von Sipophos^®-Dispergiermitteln, alle löslich in DMAc und alle phosphatierte Poly(alkylenether)alkohole, aber mit verschiedenen terminalen Kohlenwasserstoffeinheiten, wurden getestet, indem Gemische mit 55–56 Gew.-% Ultracarb^® UF, bezogen auf das Gewicht von DMAc, und 7 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf Ultracarb^® UF, hergestellt wurden und ihre Viskosität qualitativ beurteilt wurde, indem ihr Verhalten beobachtet wurde, wenn die Gemische verwirbelt und/oder gerührt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle V dargestellt, in der geringere Viskosität eine bessere Dispergierung anzeigt.
TABELLE V
Die Werte in dieser Tabelle zeigen die unerwartete Überlegenheit von Dispergiermitteln in Form von phosphatiertem Poly(alkylenether)alkohol mit aromatischer Terminierung (Sipophos^® P-6P) oder alkylaromatischer Terminierung (Sipophos NP-9P) gegenüber denjenigen mit Alkylterminierung (Sipophos^® DA-6P TDA-6P), außerhalb dieser Erfindung, wenn sie in der Aufschlämmung dieser Erfindung verwendet werden.
BEISPIEL V
Andere anorganische teilchenförmige Materialien wurden mit Lambent Phos A-100 bei einem Gehalt an anorganischem teilchenförmigen Stoff von 15 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht von DMAc) getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI dargestellt.
TABELLE VI
Der Vergleich des Sedimentvolumens ohne Dispergiermittel mit dem mit 8 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff, zeigt, daß Lambent Phos^® A-100 in DMAc für eine Vielfalt anorganischer teilchenförmiger Materialien ein wirksames Dispergiermittel ist.
BEISPIEL VI (VERGLEICH)
Sedimentationstests wurden mit 15 Gew.-% Ultracarb^® US (bezogen auf das Gewicht von DMAc) durchgeführt, wobei 10 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht von Ultracarb^® US) von verschiedenen nichtionischen Polyether-Dispergiermitteln in der Pluronic^®-Serie verwendet wurden. Diese Dispergiermittel sind in DMAc löslich. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII angegeben.
TABELLE VII
Die Ergebnisse zeigen, daß Poly(alkylenether)alkohol-Dispergiermittel, die nicht phosphatiert sind, außerhalb der Erfindung, keine wirksamen Dispergiermittel von anorganischen Materialien in DMAc sind. Sogar bei 20 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf anorganische teilchenförmige Stoffe, wurden ähnliche Ergebnisse erhalten.
BEISPIEL VII
Eine dispergierende Aufschlämmung der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt, indem die Bestandteile in der aufgeführten Reihenfolge in einen Rührkessel eingefüllt und 2 Stunden lang gemischt wurden:
KP-32 ist ein Anthrachinonfarbstoff, der als Aufheller und Toner (Clariant Corp.) verwendet wird. Diese Aufschlämmung hatte einen Gehalt an anorganischem teilchenförmigen Stoff (TiO₂ und Ultracarb^® OF vereinigt) von 55 Gew.-%. Es war nicht notwendig, für gutes Mahlverhalten Polyurethanlösung hinzuzugeben. Das Dispergiermittel wurde hinzugegeben, bevor die anorganischen teilchenförmigen Stoffe hinzugegeben wurden, so daß die Viskosität der Aufschlämmung niedrig blieb.
Die dispergierende Aufschlämmung wurde dann in einer waagerechten Mahlmediummühle mit einer Kapazität von 15 Litern (Supermill, Modell HM-15, Premier Mill Corp.) gemahlen, wobei Zirconiumsilicat-Kügelchen von 0,8–1,0 mm als Mahlmedium verwendet wurden. Die Beladung mit Kügelchen betrug 83 Volumen-%, die Geschwindigkeit der Welle betrug 1380 U/min (die Scheibenumfangsgeschwindigkeit betrug 12,6 Meter pro Sekunde), und die Produktauslaßtemperatur wurde bei 52°C gehalten. Das Gemisch wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von 1400 Gramm/Minute 5 Stunden lang im Kreislaufbetrieb vermahlen und dann mit einem finalen Durchgang durch die Mühle fertiggestellt.
Die Filtrierbarkeit gemäß dem vorstehend beschriebenen Filtrationstest betrug 366 Gramm, und die D90-Teilchengröße betrug 0,57 Mikrometer.
Diese vermahlene Aufschlämmung wurde dann mit DMAc und Polyurethanlösung A in DMAc vereinigt, indem ein Hockmeyer-Scheibendispergierer mit hoher Geschwindigkeit, Modell ES-25 (Hockmeyer Equipment Corp.), verwendet wurde, der mit 600–800 U/min betrieben wurde. Die Polyurethanlösung A enthielt 0,6 Gew.-% Siliconöl, 1,5 Gew.-% Cyanox^® 1790 (ein gehindertes phenolisches Antioxidationsmittel [2,4,6-Tris(2,6-dimethyl-4-t-butyl-3-hydroxybenzyl)-isocyanurat], Cytec Industries), 0,5 Gew.-% Methacrol^® 2462B [ein Polymer von (Bis(4-isocyanatocyclohexyl)-methan) und 3-t-Butyl-3-aza-1,5-pentandiol, DuPont] und 35,2 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht der Lösung) Polyurethan, hergestellt aus Poly(tetramethylenether)glycol mit dem Molekulargewicht 1800, 1,1'-Methylenbis(4-isocyanatobenzol) (Molverhältnis von Diisocyanat zu polymerem Glycol von 1,69), ein 90/10 Molverhältnis von Ethylendiamin und 1,3-Cyclohexandiamin-Cokettenverlängerer sowie Diethylamin-Kettenabbrecher. Das Polymer hatte eine Lösungsviskosität (40 Grad fallende Kugel) von ungefähr 3000 Poise. Außer den Polymergewichtsprozenten waren alle Gewichtsprozente, die für die Polyurethanlösung A aufgeführt sind, auf das Gewicht der endgültigen Faser bezogen.
Die folgenden Anteile wurden verwendet:

Vermahlene Aufschlämmung 32,7 Gew.-%

Polyurethanlösung A 44,6 Gew.-%

DMAc 22,7 Gew.-%
Die resultierende dünner gemachte Aufschlämmung wurde dann mit der gleichen Polyurethanlösung A in einer Menge vereinigt, daß sich 4 Gew.-% Ultracarb^® UF, bezogen auf das Gewicht der endgültigen Faser, ergaben. Die resultierende Spinnlösung (die die suspendierten anorganischen teilchenförmigen Stoffe enthielt) wurde trocken zu 44-dtex-Garn mit 3 Filamenten versponnen, wobei eine Temperatur der Lösung von 80°C und eine Temperatur von Spinnkopf/Spinndüsenoberfläche von 435°–440°C verwendet wurde, und mit 870 Meter/min aufgewickelt. Während des Spinnens wurde ein kleines Teleskop mit einer daran befestigten Videokamera durch ein Schauglas in der Spinnzelle auf die Spinndüsenoberfläche eingestellt, um die Bildung von Ablagerungen am Auslaß der Spinndüsenkapillaren zu beobachten und aufzuzeichnen. Das Garn wurde mit ausgezeichneter Kontinuität 6 Tage lang gesponnen und es wurden keine Ablagerungen auf der Spinndüsenoberfläche beobachtet.
BEISPIEL VIII VERGLEICH
Eine Vergleichsaufschlämmung wurde hergestellt, indem die folgenden Bestandteile in der aufgeführten Reihenfolge gemischt wurden:

DMAc 55,9 Gew.-%

KP-32 (20 %ige Lösung in DMAc) 0,026 Gew.-%

Polyurethanlösung B 17,0 Gew.-%

Ultracarb^® UF 24,9 Gew.-%

TiO₂ 2,1 Gew.-%
Nur etwa die Hälfte der Beschickung von Beispiel VIII mit anorganischem teilchenförmigen Stoff konnte vermahlen werden, zurückzuführen auf die höhere Viskosität der Aufschlämmung; der gesamte Gehalt an anorganischem teilchenförmigen Stoff (vereinigtes Ultracarb^® OF und TiO₂) betrug 27 Gew.-%. Die Polyurethanlösung B, die für angemessenes Mahlen notwendig war, war ähnlich der Polyurethanlösung A von Beispiel VIII, aber enthielt keine Zusatzstoffe. Das Gemisch wurde dann mit zwei Durchgängen durch eine Mühle mit einer Kapazität von 45 Litern (Modell HM-45, Premier Mill Corp.) mit 200 lbs/h (90,7 kg/h) mit einer Scheibenumfangsgeschwindigkeit von 12,4 Metern pro Sekunde vermahlen. Die Produktauslaßtemperatur betrug 53°C und das Mahlmedium war Zirconiumsilicat mit 83% Beladung. Im ersten Durchgang wurden Kügelchen von 1,2–1,6 mm verwendet und im zweiten Durchgang wurden Kügelchen von 0,8–1,0 mm verwendet. An diesem Punkt war die Vergleichsaufschlämmung für etwa die gleiche Zeitmenge (30 Minuten berechnete Aufenthaltszeit in der Mühle) wie die Aufschlämmung von Beispiel VIII vermahlen worden. Die D90-Teilchengröße betrug 0,84 Mikrometer und die Filtrierbarkeit betrug 250 Gramm. Diese muß mit den 366 Gramm Filtrierbarkeit verglichen werden, die in Beispiel VIII beobachtet wurden.
Diese Aufschlämmung wurde dann unter den gleichen Mahlbedingungen wie in Beispiel VIII in der 15-Liter-Mühle im Umlaufmodus weiter vermahlen. Es erforderte für die D90-Teilchengröße 8 Stunden zusätzlichen Mahlens, um 0,64 Mikrometer zu erreichen, zu welcher Zeit die Vergleichsaufschlämmung in einem (malen Durchgang hindurchvermahlen wurde.
Die Vergleichsstartaufschlämmung wurde dann dünner gemacht, indem 2 Gewichtsteile der Aufschlämmung mit einem Teil von Polyurethanlösung A gemischt wurden, wobei der gleiche Scheibendispergierer wie in Beispiel VIII verwendet wurde. Die dünner gemachte Aufschlämmung wurde wie in Beispiel VIII zu Polyurethanlösung A hinzugegeben, und die resultierende Spinnlösung (die suspendierte anorganische teilchenförmige Stoffe enthielt) wurde wie in Beispiel VIII trocken zu Spandex versponnen. Ablagerungen auf der Spinndüse wurden innerhalb eines Tages beobachtet, als es eine höhere Häufigkeit von Spinnunterbrechungen gab.
BEISPIEL IX
Die Auswirkung verschiedener Gehalte von Lambent Phos^® A-100 auf die Viskosität der Aufschlämmung wurde mit 25 Gew.-%, 55 Gew.-% und 65 Gew.-% Ultracarb^® U5, bezogen auf das Gewicht von DNAc, getestet. Ein Rheometer Haake RV20 mit einem M5-Antriebselement (Searle-Typ; Haake GmbH, Deutschland) wurde verwendet, um die Viskosität von ausgewählten Aufschlämmungen der Erfindung zu messen. Die Tests wurden unter Verwendung von 3 verschiedenen Kombinationen von Becher und Rotor (NV, MV1, SV1P), jede für einen andersartigen Viskositätsbereich geeignet, durchgeführt. Jede Probe wurde geschüttelt und von Hand mit einem Spatel gemischt, bis sie von gleichförmiger Konsistenz war, und dann in den Rheometerbecher eingefüllt. Der Becher wurde in der Position zwischen dem Rotor und dem Mantel mit konstanter Temperatur plaziert. Die Probe wurde gehalten, bis sie eine Gleichgewichtstemperatur von 25°C erreichte, wie mit einem Thermoelement von 1/16 Zoll (1,6 mm) gemessen wurde, das in die Aufschlämmung eingeführt wurde, und dann wurde die Schergeschwindigkeit von null auf 300 reziproke Sekunden erhöht (nur bis auf 100 reziproke Sekunden für die Probe mit 65 Gew.-% Feststoffen) und zurück auf null in einer Spanne von 4 Minuten. Die entsprechende Scherspannung wurde gemessen und automatisch graphisch dargestellt. Die Kurve von Scherspannung in Abhängigkeit von Schergeschwindigkeit wurde dann unter Verwendung der Software „Rot 3.0" (auch von Haake) an eine mathematische „best fit"-Kurve angepaßt und graphisch dargestellt. Die Viskosität wurde berechnet, indem die Scherspannung durch die Schergeschwindigkeit dividiert wurde, wobei die letztere so ausgewählt wurde, daß sie 100 reziproke Sekunden betrug. Die Viskosität wurde dann für mehrere Gesamtfeststoffgehalte gegen die Gewichtsprozent Dispergiermittel graphisch dargestellt, wobei sich die halblogarithmische graphische Darstellung von 2 ergab. Es kann gesehen werden, daß etwa 2–15 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf das Gewicht von anorganischem teilchenförmigen Stoff, die Viskosität der Aufschlämmung auf Niveaus absenkten, die als verarbeitbar beurteilt wurden, und deshalb die Verwendung höherer Feststoffgehalte erlaubten, als wenn das Dispergiermittel nicht verwendet wurde.
BEISPIEL X
Ein Sedimentationstest wurde unter Verwendung von 15 Gew.-% „Micro", Handelsklasse Barytweiß (Bariumsulfat), bezogen auf das Gewicht von DMAc, und 8 Gew.-% Lambent Phos^® A-100, bezogen auf das Gewicht von Bariumsulfat, durchgeführt. Das Bariumsulfat in der Probe, die kein Dispergiermittel enthielt, zeigte „strukturelle" Sedimentation (mit der Zeit abnehmendes Sedimentvolumen), und das Gemisch, das Dispergiermittel und Bariumsulfat enthielt, zeigte sogenannte „freie" Sedimentation, bei der das Volumen des Sediments mit der Zeit zunimmt. Weder das dispergierte noch das nicht dispergierte Gemisch zeigten nach dem Rühren nach 22 Stunden zusätzliche Änderungen im Sedimentvolumen. Zu dieser Zeit hatte die Aufschlämmung ohne Dispergiermittel ein Sedimentvolumen von 5,1 cm³ und die Aufschlämmung dieser Erfindung hatte ein Sedimentvolumen von 2,5 cm³.
BEISPIEL XI
Unter Verwendung von N-Methylpyrrolidon („NMP") als flüssigem Amid wurde ein Sedimentationstest mit 15 Gew.-% Ultracarb^® UF, bezogen auf das Gewicht von NMP, und 8 Gew.-% Lambent Phos A-100, bezogen auf das Gewicht von anorganischem teilchenförmigen Stoff, durchgeführt. In Anwesenheit von Dispergiermittel betrug das Sedimentvolumen 9,5 cm³ nach 167 Stunden, und in Abwesenheit von Dispergiermittel betrug das Sedimentvolumen 17,8 cm³ nach 168 Stunden, was anzeigt, daß das Dispergiermittel in NMP ebenso wie in DMAc wirksam war.
BEISPIEL XII
Sedimentationstests wurden mit 15 Gew.-% Ultracarb^® OF (bezogen auf das Gewicht von DMAc) unter Verwendung von 8 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht von Ultracarb^® US) von Magnesiumstearat (Pfaltz & Bauer, Inc.) oder Stearinsäure (Aldrich Chemical Company, Inc.) durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII angegeben.
TABELLE VIII
Der Vergleich der Ergebnisse in Tabelle VIII zum Beispiel mit denjenigen in Tabelle IV zeigt, daß die Carbonsäuren und ihre Salze keine guten Dispergiermittel in dem vorliegenden System sind, da sie Ergebnisse ergaben, die schlechter waren als diejenigen, die selbst in Abwesenheit von Dispergiermittel erhalten wurden.
Zusätzliche Versuche zeigten, daß ein Gemisch von Huntit und Hydromagnesit, auf das zuvor Stearinsäure aufgebracht worden war, Aufschlämmungen in DMAc erzeugte, die viskoser waren, als wenn Stearinsäure nicht vorhanden war. Ähnliche Ergebnisse wurden beobachtet, wenn Citronensäure, außerhalb der Erfindung, in eine Aufschlämmung zur Verwendung bei der Herstellung von Spandex eingeschlossen wurde.
BEISPIEL XIII
Die Viskositäten von verschiedenen Aufschlämmungen der folgenden Zusammensetzungen wurden verglichen: TABELLE IX
Jede Aufschlämmung wurde hergestellt, indem das Dispergiermittel in DMAc gelöst wurde, der anorganische teilchenförmige Stoff langsam unter Rühren (Propellerrührer) hinzugegeben wurde, die Aufschlämmung für weitere 15 Minuten gerührt wurde und sie dann ohne Rühren für 4 Tage stehen gelassen wurde. Ultracarb^® OF machte 57 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Aufschlämmung, aus, Titandioxid (Ti-Pure^® R902, eine registrierte Handelsmarke von E. I. du Pont de Nemours and Company) 70 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Aufschlämmung. Die Aufschlämmungen wurden geschüttelt, um alle abgesetzten Feststoffe zu redispergieren, und ihre Viskosität wurde unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters, Modell RT-TDV-II, bei 19°C mit 5 U/min gemessen. Aufgrund der großen Unterschiede in den Viskositäten wurden diejenigen der Aufschlämmungen A und C mit Spindel #2 und diejenigen der Aufschlämmungen B und D mit Spindel #6 gemessen. Viskositäten und qualitative Beobachtungen sind in Tabelle X angegeben.
TABELLE X
Die Ergebnisse in Tabelle X zeigen, daß phosphatierte Block-Poly(methylsiloxan)-poly(alkylenether)alkohole, wie beispielsweise Lambent^® Phos A-100, unerwarteterweise bei der Herstellung von verwendbaren, fließfähigen Aufschlämmungen der Erfindung überlegen sind, wenn sie mit Aufschlämmungen verglichen werden, die mit Alkyl-terminierten, phosphatierten Poly(alkylenether)alkoholen als Dispergiermitteln, wie beispielsweise Sipophos^® TDA-6P (nicht hinnehmbare hohe Viskosität und schlechte Fließeigenschaften), hergestellt wurden.

Claims

Dispergierende Aufschlämmung, bestehend im wesentlichen aus: (A) 10–78 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der dispergierenden Aufschlämmung, eines anorganischen teilchenförmigen Stoffs, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carbonaten einschließlich komplexen Carbonaten, Sulfaten, Hydroxiden und Oxiden; (B) 2–50 Gew.-%, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff, eines Dispergiermittels, löslich in der Flüssigkeit von Komponente (C), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) phosphatierten Block-Poly(alkylsiloxan)-poly(alkylenether)-alkoholen; und (ii) aromatisch oder alkylaromatisch terminierten phosphatierten Poly(alkylenether)alkoholen; und (C) einer Flüssigkeit, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dimethylsulfoxid, Tetramethylharnstoff und Amiden.
Aufschlämmung nach Anspruch 1, wobei der anorganische teilchenförmige Stoff aus der Gruppe, bestehend aus Titandioxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat, synthetischem Hydrotalkit, natürlichem Hydrotalkit, Calciumsulfat, Bariumsulfat und einem physikalischen Gemisch von Huntit und Hydromagnesit, ausgewählt ist und das flüssige Amid aus der Gruppe, bestehend aus N-Methylpyrrolidon, Dimethylacetamid und Dimethylformamid, ausgewählt ist.
Aufschlämmung nach Anspruch 1, umfassend 10–70 Gew.-% anorganischen teilchenförmigen Stoff, wobei das Dispergiermittel aus der Gruppe, bestehend aus phosphatierten Block-Poly(alkylsiloxan)-trimethylen-poly(alkylenether)alkoholen und aromatisch terminierten phosphatierten Poly(alkylenether)alkoholen, ausgewählt ist, der anorganische teilchenförmige Stoff eine mittlere Teilchengröße, bezogen auf die Volumenverteilung, von ≤ 5 Mikrometern hat und die Flüssigkeit ein Amid, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus N-Methylpyrrolidon, Dimethylacetamid und Dimethylformamid, ist.
Aufschlämmung nach Anspruch 2, umfassend 35–70 Gew.-% anorganischen teilchenförmigen Stoff, wobei das Dispergiermittel phosphatierter Block-Poly(methylsiloxan)-trimethylen-poly(alkylenether)alkohol ist und bis zu dem Betrag von 4–15 Gew.-%, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff, vorhanden ist und der anorganische teilchenförmige Stoff eine mittlere Teilchengröße, bezogen auf die Volumenverteilung, von nicht größer als einem Mikrometer hat.
Spandex, hergestellt mit der Aufschlämmung nach Anspruch 1, wobei der anorganische teilchenförmige Stoff in der Aufschlämmung eine mittlere Teilchengröße, bezogen auf die Volumenverteilung, von kleiner als oder gleich 5 Mikrometern hat.
Spandex, hergestellt mit der Aufschlämmung nach Anspruch 4, wobei der anorganische teilchenförmige Stoff in der Aufschlämmung eine mittlere Teilchengröße, bezogen auf die Volumenverteilung, von kleiner als oder gleich 5 Mikrometern hat.
Verfahren zur Herstellung von Spandex, umfassend die Schritte: (A) Bereitstellen einer dispergierenden Aufschlämmung, bestehend im wesentlichen aus (a) 10–78 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der dispergierenden Aufschlämmung, eines anorganischen teilchenförmigen Stoffs, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carbonaten einschließlich komplexen Carbonaten, Sulfaten, Hydroxiden und Oxiden; (b) 2–50 Gew.-%, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff, eines Dispergiermittels, löslich in der Flüssigkeit von Komponente (c), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (i) phosphatierten Block-Poly(alkylsiloxan)-poly(alkylenether)alkoholen; und (ii) aromatisch oder alkylaromatisch terminierten phosphatierten Poly(alkylenether)alkoholen; und (c) einer Flüssigkeit, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dimethylsulfoxid, Tetramethylharnstoff und Amiden; (B) Mahlen der Aufschlämmung, bis der teilchenförmige Stoff eine mittlere Teilchengröße, bezogen auf die Volumenverteilung, von ≤ 5 Mikrometern hat; (C) Hinzufügen der Aufschlämmung zu einer Lösung von Polyurethan in einem Spinnlösungsmittel, um eine Spinnlösung zu erzeugen; und (D) Spinnen der Spinnlösung, erhalten in Schritt (C), um Spandex zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Aufschlämmung im wesentlichen aus 35–70 Gew.-% eines anorganischen teilchenförmigen Stoffs und 4–15 Gew.-%, bezogen auf den anorganischen teilchenförmigen Stoff, eines Dispergiermittels in Form von phosphatiertem Block-Poly(alkylsiloxan)-trimethylen-poly(allylenether)alkohol besteht, wobei der anorganische teilchenförmige Stoff eine mittlere Teilchengröße, bezogen auf die Volumenverteilung, von ≤ 1 Mikrometer hat und das Spandex 0,1–10 Gew.-% anorganischen teilchenförmigen Stoff, bezogen auf Spandex, umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Aufschlämmung im wesentlichen aus 10–70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der dispergierenden Aufschlämmung, eines anorganischen teilchenförmigen Stoffs, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Titandioxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat, synthetischem Hydrotalkit, natürlichem Hydrotalkit, Calciumsulfat, Bariumsulfat und einem physikalischen Gemisch von Huntit und Hydromagnesit, besteht und die Flüssigkeit ein Amid, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus N-Methylpyrrolidon, Dimethylacetamid und Dimethylformamid, ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Dispergiermittel ein phosphatierter Block-Poly(methylsiloxan)-trimethylen-poly(alkylenether)alkohol ist.