DE19733799A1 - Copolymer additive used to improve melt spinning properties of polyethylene terephthalate - Google Patents
Copolymer additive used to improve melt spinning properties of polyethylene terephthalateInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Copolymeren, die
erhältlich sind durch Polymerisation von
The invention relates to the use of copolymers which are obtainable by polymerizing
- (i) 30 bis 99 Gew.-% Methylmethacrylat MMA;(i) 30 to 99 weight percent methyl methacrylate MMA;
-
(ii) 1 bis 70 Gew.-% eines oder mehrerer Monomere der
Formel I
worin
X für O oder NR1 steht und
R1 für Wasserstoff, (C1-C8) -Alkyl, (C3-C8) -Cycloalkyl oder (C5-C7)-Aryl steht, und
R2 Wasserstoff oder Methyl bedeutet; und ggf.(ii) 1 to 70% by weight of one or more monomers of the formula I.
wherein
X represents O or NR 1 and
R 1 represents hydrogen, (C 1 -C 8 ) alkyl, (C 3 -C 8 ) cycloalkyl or (C 5 -C 7 ) aryl, and
R 2 represents hydrogen or methyl; and possibly - (iii) 0 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter mit (i) und/oder mit (ii) copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von (i) verschieden sind, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht.(iii) 0 to 50% by weight of one or more ethylenically more unsaturated with (i) and / or with (ii) copolymerizable monomers from the group which from α-methylstyrene, vinyl acetate, acrylic acid esters, Methacrylic acid esters other than (i) Vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, halogen-substituted styrenes, vinyl ethers, Isopropenyl ethers and dienes exist.
Insbesondere beschreibt die vorliegende Erfindung die Verwendung von solchen an sich bekannten Copolymeren bei der Herstellung von Polyesterfasern.In particular, the present invention describes the Use of such copolymers known per se the production of polyester fibers.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Polymermischungen aus
Polyestern und geringen Mengen eines zweiten Polymeren mit
hohen Geschwindigkeiten zwischen 1500 und 8000 m/min zu
Polyestergarnen zu verspinnen. Zum speziellen Stand der
Technik werden u. a. die
D1 = EP-A-0 047 464,
D2 = EP-A-0 049 412 sowie die
D3 = DE-A-42 08 916 genannt.It is known in the prior art to spin polymer blends of polyesters and small amounts of a second polymer at high speeds between 1500 and 8000 m / min to polyester yarns. Among other things, the
D1 = EP-A-0 047 464,
D2 = EP-A-0 049 412 and the
D3 = DE-A-42 08 916 called.
So beschreibt die D1 definierte Mischungspolymere für Polyester. Neben einer Reihe von acrylischen Polymeren wird dort insbesondere als polymeres Zusatzmittel für Polyethylenglykolterephthalat der Polymethacrylsäuremethylester empfohlen. Spätestens bei einer Spinngeschwindigkeit von 7500 m/min sind bei seiner Verwendung jedoch Fadenbrüche zu verzeichnen.The D1 describes defined blend polymers for Polyester. In addition to a number of acrylic polymers there in particular as a polymeric additive for Polyethylene glycol terephthalate Polymethacrylic acid methyl ester recommended. At the latest at a spinning speed of 7500 m / min are at his However, use breaks in the thread.
Aus der D2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Polyester-Multifilament-Garnes bekannt, bei dem man zunächst eine Polymerzusammensetzung (I) schmilzt, die aus Polyethylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat oder Polytetramethylenterephthalat oder einer Polymerzusammensetzung zusammengesetzt ist, welche mindestens zwei der genannten Polyester umfaßt, sowie eine Polymerzusammensetzung (II), die aus einer Matrix, welche ihrerseits aus Polyethylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat oder Polytetramethylenterephthalat oder mindestens zweier der genannten Polyester, sowie aus mindestens einem Polymer des Styrol-, Methacrylat- und/oder -Acrylat-Typs zusammengesetzt ist, welches der Matrix in einer Menge von 0,4 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Matrix, zugesetzt wird. Dann extrudiert man die Polymerzusammensetzungen (I) und (II) aus verschiedenen Extrusionsöffnungen, ohne sie zu mischen, wobei man die Extrudate nach dem Abkühlen ohne Zwirnen verdoppelt und das so erhaltene Multifilamentgarn aufwickelt. Gemäß der D2 werden also Polymere des Styrol-, Methacrylat- und/oder Acrylat-Typs eingesetzt, um die Schmelzspinneigenschaften der Polyester zu verbessern. Insbesondere zeigen die Filamente aus der Gruppe (II) höhere Bruchdehnungswerte, vor allem auch bei höheren Spinngeschwindigkeiten von bis zu 5000 m/min. Allerdings zeigen auch diese Filamente im Schmelzspinnverfahren bei noch größeren Geschwindigkeiten Probleme, insbesondere neigen sie zu Bruch und Rissen.From the D2 is a method for producing a Polyester multifilament yarns known in which one first a polymer composition (I) melts out Polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate or Polytetramethylene terephthalate or one Polymer composition is composed, which comprises at least two of the polyesters mentioned, and one Polymer composition (II) consisting of a matrix, which in turn from polyethylene terephthalate, Polytrimethylene terephthalate or Polytetramethylene terephthalate or at least two of the mentioned polyester, and from at least one polymer of Styrene, methacrylate and / or acrylate type which is composed of the matrix in an amount of 0.4 to 8 wt .-%, based on the matrix, is added. The polymer compositions (I) and are then extruded (II) from different extrusion orifices without closing them mix, leaving the extrudates after cooling without Twisting doubled and the multifilament yarn thus obtained wound up. According to D2, polymers of styrene, Methacrylate and / or acrylate type used to Improve melt spinning properties of the polyester. In particular, the filaments from group (II) higher elongation at break values, especially at higher ones Spinning speeds of up to 5000 m / min. Indeed also show these filaments in the melt spinning process even greater speeds problems, in particular they tend to break and crack.
Die D3 schließlich offenbart ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat bestehenden, schmelzgesponnenen Fasern durch Aufschmelzen des Faserpolymeren und anschließendem Schmelzspinnen, wobei dem Faserpolymeren 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Faserpolymer, eines in diesem nur teilweise löslichen Polymeren aus im wesentlichen imidisierten Polymethacrylsäurealkylestern, die durch Umsetzung von Polymethacrylsäurealkylestern, deren Estergruppe ein Alkohol mit 1 bis 6 C-Atomen enthält, mit einem primären Amin mit 1 bis 3 C-Atomen zu 50 bis 90% imidisiert sind, und deren Säure- und/oder Anhydrid-Gehalt weniger als 0,25 meq/g beträgt, und ggf. weitere Zusatzstoffe vor dem Schmelzspinnen zugemischt werden.Finally, the D3 discloses a manufacturing process of essentially polyethylene terephthalate existing, melt-spun fibers by melting of the fiber polymer and then melt spinning, whereby the fiber polymer 0.1 to 5 wt .-%, based on the Fiber polymer, one only partially soluble in it Polymers from essentially imidized Polymethacrylic acid alkyl esters, which are produced by the reaction of Polymethacrylic acid alkyl esters, their ester group Contains alcohol with 1 to 6 carbon atoms, with a primary Amine with 1 to 3 carbon atoms are 50 to 90% imidized, and their acid and / or anhydride content less than Is 0.25 meq / g, and possibly other additives before Melting spiders are added.
Die polymeren Zusatzmittel zu den im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat bestehenden Faserpolymeren sind im wesentlichen imidisierte Polymethacrylsäurealkylester, welche als Zusatzstoffe zu den Faserpolymeren die Bruchdehnung gegenüber dem reinen Faserpolymeren erhöhen, auch deswegen, weil diese Stoffe als Faserpolymeres nach der Schmelzspinnung sehr niedrige, i. d. R. unter 10% liegende Bruchdehnungen aufweisen. Dennoch zeigen sich immer wieder Probleme bei den polymeren Zusätzen gemäß der D3, unter anderem bezüglich der Garnqualität sowie der Nachverarbeitungseigenschaften.The polymeric additives essentially consist of Polyethylene terephthalate existing fiber polymers are in essentially imidized polymethacrylic acid alkyl esters, which as additives to the fiber polymers Increase elongation at break compared to pure fiber polymer, also because these substances are called fiber polymer melt spinning very low, i. d. R. below 10% have horizontal elongations at break. Still show up problems with the polymeric additives according to the D3, among other things regarding the yarn quality and the Post-processing properties.
Insgesamt zeigen die damit aus dem Stand der Technik bekannten polymeren Zusätze in Form von Polymeren des Styrol-, Methacrylat- und Acrylat-Typs vor allem Mängel bei der thermischen Stabilität. Insbesondere sind die Polymeren nicht ausreichend thermisch stabil, um den Anforderungen bei der Polyesterverarbeitung, insbesondere der Polyethylenterephthalatpolyester-Verarbeitung, welche Bedingungen von 280 bis 295°C über mindestens 15 min erforderlich macht, standzuhalten. So zeigen handelsübliche Formmassen auf PMMA-Basis vollständige Zersetzung zwischen 290 und 375°C. Diese vollständige Zersetzung äußert sich entweder in einer schlechteren Bruchdehnung, in einem Abreißen des Fadens beim Schmelzspinnen oder in schlechten Nachverarbeitungseigenschaften der Garne, d. h. ein verschlechtertes Zwirn- und/oder Fachungsverhalten. Overall, they show the state of the art known polymeric additives in the form of polymers of Styrene, methacrylate and acrylate types mainly defects thermal stability. In particular, the polymers not sufficiently thermally stable to meet the requirements in polyester processing, especially the Polyethylene terephthalate polyester processing which Conditions from 280 to 295 ° C for at least 15 min makes it necessary to withstand. So show commercial Molding compounds based on PMMA complete decomposition between 290 and 375 ° C. This complete decomposition manifests itself either in a worse elongation at break, in one Tearing off the thread during melt spinning or in bad Post-processing properties of the yarns, i.e. H. a worsened twisting and / or shedding behavior.
Die imidisierten Polymethacrylsäurealkylester besitzen zwar eine über dem Imidisierungsgrad einstellbare Glastemperatur und relativ hervorragende thermische Stabilität, nachteilig ist jedoch deren Herstellung in zwei Stufen. Zunächst wird MMA zu PMMA polymerisiert, welches in einer polymeranalogen Reaktion mit Ammoniak oder primären Aminen in der Schmelze oder in Lösung zu Polymethacrylimid umgesetzt wird. Dabei müssen das Reaktionsprodukt Methanol, Lösungsmittel und Reste des Amins in einem Entgasungsextruder entfernt werden. Werden diese Verunreinigungen nicht entfernt, neigt auch ein Faserpolymeres mit Polymethacrylimidzusatz zu einem Versagen bei der Schmelzspinnverarbeitung, d. h., die Stabilität der Schmelze ist nicht ausreichend, um den Anforderungen bei der PET-Verarbeitung standzuhalten.The imidized polymethacrylic acid alkyl esters do a glass temperature adjustable above the degree of imidization and relatively excellent thermal stability, disadvantageous however, is their manufacture in two stages. First of all MMA polymerized to PMMA, which in a polymer analog Reaction with ammonia or primary amines in the melt or in solution to polymethacrylimide. Here the reaction product must be methanol, solvent and Residues of the amine removed in a degassing extruder become. If these contaminants are not removed, tends also a fiber polymer with polymethacrylimide addition a failure in melt spinning processing, d. i.e., the Stability of the melt is not sufficient to achieve this To withstand the requirements of PET processing.
Daneben führt das zweistufige Verfahren, welches eine polymeranaloge Reaktion einschließt, zu insgesamt relativ hohen Herstellkosten.In addition, the two-stage process, which is a polymer-analogous reaction, relative to overall high manufacturing costs.
Erfindungsgemäß wurde nun überraschend gefunden, daß die
Verwendung von Copolymeren erhältlich durch Polymerisation
von
According to the invention, it has now surprisingly been found that the use of copolymers obtainable by polymerizing
- (i) 30 bis 99 Gew.-% Methylmethacrylat MMA;(i) 30 to 99 weight percent methyl methacrylate MMA;
-
(ii) 1 bis 70 Gew.-% eines oder mehrerer Monomere der
Formel I
worin
X für O oder NR1 steht und
R1 für Wasserstoff, (C1-C8)-Alkyl, (C3-C8)-Cycloalkyl oder (C5-C7)-Aryl steht, und
R2 Wasserstoff oder Methyl bedeutet; und ggf.(ii) 1 to 70% by weight of one or more monomers of the formula I.
wherein
X represents O or NR 1 and
R 1 represents hydrogen, (C 1 -C 8 ) alkyl, (C 3 -C 8 ) cycloalkyl or (C 5 -C 7 ) aryl, and
R 2 represents hydrogen or methyl; and possibly - (iii) 0 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter mit (i) und/oder mit (ii) copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von (i) verschieden sind, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht;(iii) 0 to 50% by weight of one or more ethylenically more unsaturated with (i) and / or with (ii) copolymerizable monomers from the group which from α-methylstyrene, vinyl acetate, acrylic acid esters, Methacrylic acid esters other than (i) Vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, halogen-substituted styrenes, vinyl ethers, Isopropenyl ethers and dienes exist;
als Zusatz zu auf Polyalkylenterephthalaten beruhenden Faserpolymeren in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des Faserpolymers, zur Verbesserung der Schmelzspinneigenschaften, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwinden kann.as an additive based on polyalkylene terephthalates Fiber polymers in an amount of 0.1 to 5 wt .-%, based to 100 wt .-% of the fiber polymer, to improve the Melt spinning properties, which are from the prior art can overcome known problems.
Insbesondere können die erfindungsgemäß zu verwendenden, an sich bekannten Copolymere nach einfachen Herstellungsverfahren kostengünstig produziert werden. Sie weisen eine hervorragende thermische Stabilität auf. Sie verfügen über eine Glastemperatur, die ausreichend hoch ist, um ein Verkleben der Fasern bei Verarbeitung durch an der Faseroberfläche befindlichen Additivanteilen zu vermeiden. Schließlich wird die Garnqualität von Polyestergarnen nicht nachteilig durch Zusätze der erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere beeinflußt. In particular, those to be used according to the invention can be used known copolymers for simple Manufacturing processes can be produced inexpensively. she have excellent thermal stability. she have a glass temperature that is sufficiently high is to prevent the fibers from sticking together when processed additive proportions located on the fiber surface avoid. Finally, the yarn quality of Polyester yarns are not disadvantageous due to the addition of copolymers to be used according to the invention.
Ebenso wie die Nachverarbeitungseigenschaften der Garne durch den erfindungsgemäßen Zusatz nicht verändert werden.Just like the post-processing properties of the yarns not be changed by the addition according to the invention.
Schließlich resultiert eine überraschend hohe Produktivitätssteigerung, die so ohne weiteres nicht vorhersehbar war.The end result is a surprisingly high one Productivity increase that is not so easy was predictable.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere werden in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Faserpolymere, mithin also auf die Polyalkylenterephthalate, eingesetzt. Dabei ist die Menge des verwendeten Copolymeren von einiger Bedeutung. Liegt die Menge unterhalb von 0,1 Gew.-%, werden die Schmelzspinneigenschaften des Faserpolymeren nicht hinreichend verbessert, so daß Spinngeschwindigkeiten von <5000 m/min in aller Regel nicht erzielbar sind, ohne, daß Fadenbrüche verzeichnet werden müssen. Liegt die Menge über 5 Gew.-%, bezogen auf das Faserpolymer, so wird im allgemeinen kein weiterer Vorteil gewonnen. Vielmehr wird die polymere Zusammensetzung aus Faserpolymeren und erfindungsgemäßem Copolymer durch noch höhere Copolymeranteile relativ teuer.The copolymers to be used according to the invention are described in an amount of 0.1 to 5% by weight, based on 100% by weight of the fiber polymers, therefore on the Polyalkylene terephthalates used. Here is the amount of the copolymers used of some importance. Lies the amount below 0.1 wt .-%, the Melt spinning properties of the fiber polymer are not sufficiently improved so that spinning speeds of <5000 m / min are generally not achievable without that Thread breaks must be recorded. Is the amount over 5 wt .-%, based on the fiber polymer, so in general gained no further advantage. Rather it will the polymeric composition of fiber polymers and copolymer according to the invention by even higher Copolymer parts relatively expensive.
In einer bevorzugten Ausführungsform kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Verwendung dadurch, daß ein oder mehrere erfindungsgemäß zu verwendende Copolymere als Zusatz zu Polyalkylenterephthalaten in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-% zur Verbesserung der Schmelzspinneigenschaften eingesetzt werden. In a preferred embodiment, the Use according to the invention in that one or more Copolymers to be used according to the invention as an additive to Polyalkylene terephthalates in an amount of 0.1 to 2% by weight to improve the melt spinning properties be used.
Weiters ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemaßen Copolymere in einer Menge von 0,2 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Faserpolymere, zugesetzt werden.It is further preferred that the inventive Copolymers in an amount of 0.2 to 1.5 wt .-%, based to 100% by weight of the fiber polymers.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung der erfindungsgemäß einzusetzenden Copolymere in einer Menge von 0,5 bis 1,2 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Faserpolymere. Optimal sind Mengen im Bereich von 1 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% Faserpolymere.The use of the invention is particularly preferred copolymers to be used in an amount of 0.5 to 1.2% by weight, based on 100% by weight of the fiber polymers. Amounts in the range of 1% by weight, based on 100% by weight fiber polymers.
Beim erfindungsgemäß als Additiv zu Faserpolymeren, welche auf Polyalkylenterephthalaten beruhen, zu verwendenden Copolymeren handelt es sich um ein Copolymeres, welches durch Copolymerisation von wenigstens zwei verschiedenen Monomeren erhältlich ist. D. h. es werden auch Terpolymere und Polymere aus vier oder mehr verschiedenen Monomeren umfaßt.When according to the invention as an additive to fiber polymers, which based on polyalkylene terephthalates to be used Copolymers is a copolymer which by copolymerization of at least two different ones Monomers is available. That is, they also become terpolymers and polymers of four or more different monomers includes.
Die Komponente (i) ist Methylmethacrylat. Dieses ist kommerziell erhältlich und somit verfügbar. Die Menge der Komponente (i) liegt im Rahmen der Erfindung im Bereich zwischen 30 und 99 Gew.-%, wobei die Komponenten (i), (ii) und (iii) zusammen 100 Gew.-% ergeben müssen.Component (i) is methyl methacrylate. This is commercially available and therefore available. The amount of Component (i) is within the scope of the invention between 30 and 99% by weight, components (i), (ii) and (iii) must total 100% by weight.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Menge der Komponente (i) 30 bis 85 Gew.-%. In einer weiters bevorzugten Ausführungsform beträgt die Menge der Komponente (i) 45 bis 85 Gew.-%. In a preferred embodiment, the amount is Component (i) 30 to 85% by weight. In another preferred embodiment is the amount of Component (i) 45 to 85% by weight.
Die Komponente (ii) ist eine essentielle Komponente und damit notwendigerweise am Aufbau des erfindungsgemäß einzusetzenden Copolymeren beteiligt.Component (ii) is an essential component and thus necessarily on the structure of the invention copolymers to be used.
Hierbei handelt es sich im Rahmen der Erfindung um Verbindungen der allgemeinen Formel (I), welche im wesentlichen Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid, Methylmaleinimid, N-substituierte Maleinimide sowie N-substituierte Methylmaleinimide einschließt. Die hierzu gehörenden N-substituierten Verbindungen sind im allgemeinen (C1-C8)- Alkyl-, (C3-C8) -Cycloalkyl- oder (C5-C7) -Aryl-substituiert. Zu den als Substituenten möglichen (C1-C8)-Alkylen gehören verzweigte und unverzweigte Reste. Insbesondere gehören hierzu Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl und n-Octyl; zu (C3-C8)-Cycloalkyl zählen insbesondere Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl; zu (C5-C7)-Aryl zählen insbesondere Phenyl- und Benzyl-Reste.In the context of the invention, these are compounds of the general formula (I) which essentially includes maleic anhydride, methyl maleic anhydride, maleimide, methyl maleimide, N-substituted maleimides and N-substituted methyl maleimides. The associated N-substituted compounds are generally (C 1 -C 8 ) alkyl, (C 3 -C 8 ) cycloalkyl or (C 5 -C 7 ) aryl substituted. The (C 1 -C 8 ) alkylene possible as substituents include branched and unbranched radicals. In particular, these include methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl and n-octyl; (C 3 -C 8 ) -cycloalkyl include in particular cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl; (C 5 -C 7 ) aryl includes in particular phenyl and benzyl radicals.
Ganz besonders bevorzugt von den Resten R1 sind (C4-C8)- Alkyl sowie (C6-C7)-Cycloalkyl.Of the radicals R 1 , (C 4 -C 8 ) alkyl and (C 6 -C 7 ) cycloalkyl are very particularly preferred.
Besonders bevorzugte Vertreter, welche zur Komponente (ii) gehören, sind unsubstituiertes Maleinimid, Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Methylmaleinimid, n-Cyclohexylmaleinimid, n-Phenylmaleinimid sowie Benzylmaleinimid. Particularly preferred representatives who are responsible for component (ii) are unsubstituted maleimide, Maleic anhydride, methyl maleic anhydride, Methyl maleimide, n-cyclohexyl maleimide, n-phenyl maleimide and benzyl maleimide.
Die Komponente (ii) wird im allgemeinen in einer Menge zwischen 1 und 70 Gew.-% bei der Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymeren eingesetzt. Bevorzugt sind Mengen im Bereich zwischen 5 und 40 Gew.-%. Ganz besonders zweckmäßig sind Mengen im Bereich zwischen 10 und 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf 100 Gew.-% der Komponenten (i) bis (iii).Component (ii) is generally used in an amount between 1 and 70 wt .-% in the manufacture of copolymers to be used according to the invention. Quantities in the range between 5 and 40% by weight are preferred. Quantities in the range between are particularly useful 10 and 40 wt .-%, each based on 100 wt .-% of Components (i) to (iii).
Es handelt sich bei der Komponente (iii) um eine optionale Komponente. Obwohl die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile bereits durch Copolymere, welche Komponenten aus den Gruppen (i) sowie (ii) aufweisen, erreicht werden können, treten die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile am ausgeprägtesten hervor, wenn am Aufbau des erfindungsgemäß einzusetzenden Copolymere weitere Monomere aus der Gruppe (iii) beteiligt sind. So weisen besonders zweckmäßig einsetzbare Copolymere einen Anteil von 1 bis 30 Gew.-% an der Komponente (iii) auf.Component (iii) is an optional one Component. Although those to be achieved according to the invention Advantages already through copolymers, which components from which have groups (i) and (ii) can occur the advantages to be achieved according to the invention most pronounced if the structure of the Copolymers to be used according to the invention are further monomers from group (iii) are involved. So point in particular usable copolymers in a proportion of 1 to 30% by weight of component (iii).
Die dritte Komponente (iii) wird vorzugsweise so ausgewählte daß sie keinen nachteiligen Effekt auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymers hat.The third component (iii) is preferably so selected that they have no adverse effect on the Properties of the to be used according to the invention Copolymer.
Die Komponente (iii) kann u. a. deswegen eingesetzt werden, um die Eigenschaften des Copolymeren auf erwünschte Weise zu modifizieren, beispielsweise durch Steigerungen oder Verbesserungen der Fließeigenschaften, wenn das Copolymer auf die Schmelztemperatur erhitzt wird, oder zur Reduzierung einer Restfarbe im Copolymer oder durch Verwendung eines polyfunktionellen Monomeren, um auf diese Art und Weise ein gewisses Maß an Vernetzung in das Copolymer einzuführen.Component (iii) can u. a. because of that, the properties of the copolymer in a desirable manner to modify, for example by increases or Improvements in flow properties when the copolymer is heated to the melting temperature, or for Reduction of a residual color in the copolymer or by Use a polyfunctional monomer to act on this Way some degree of networking in that Introduce copolymer.
Daneben kann (iii) auch so gewählt werden, daß eine Copolymerisation von Komponenten (ii) und (i) überhaupt erst möglich oder unterstützt wird, wie im Fall von MSA und MMA, die an sich nicht copolymerisieren, jedoch bei Zusatz einer dritten Komponente wie Styrol problemlos copolymerisieren.In addition, (iii) can also be chosen so that a Copolymerization of components (ii) and (i) at all is only possible or supported, as in the case of MSA and MMA, which do not copolymerize per se, but when added a third component like styrene without any problems copolymerize.
Zu für diesen Zweck geeigneten Monomeren gehören u. a. Vinylester, Ester der Acrylsäure, beispielsweise Methyl- und Ethylacrylat, Ester der Methacrylsäure, die sich von Methylmethacrylat unterscheiden, beispielsweise Butylmethacrylat und Ethylhexylmethacrylat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, α-Methylstyrol und die verschiedenen halogensubstituierten Styrole, Vinyl-und Isopropenylether, Diene, wie beispielsweise 1,3-Butadien und Divinylbenzol. Die Farbverminderung des Copolymeren kann beispielsweise besonders bevorzugt durch Einsatz eines elektronenreichen Monomeren, wie beispielsweise eines Vinylethers, Vinylacetat, Styrol oder α-Methylstryrol, erreicht werden.Suitable monomers for this purpose include u. a. Vinyl esters, esters of acrylic acid, for example methyl and ethyl acrylate, esters of methacrylic acid, which differ from Distinguish methyl methacrylate, for example Butyl methacrylate and ethylhexyl methacrylate, vinyl chloride, Vinylidene chloride, styrene, α-methylstyrene and the various halogen substituted styrenes, vinyl and Isopropenyl ether, dienes, such as 1,3-butadiene and divinylbenzene. The color reduction of the copolymer can, for example, particularly preferably by using a electron rich monomers such as one Vinyl ether, vinyl acetate, styrene or α-methylstryrene, can be achieved.
Besonders bevorzugt unter den Verbindungen der Komponente (iii) sind aromatische Vinylmonomere, wie beispielsweise 3 Styrol oder α-Methylstyrol. Diese werden, sofern sie zur Herstellung des Copolymeren, welches erfindungsgemäß verwendet wird, eingesetzt werden, in einer Menge von 1 bis 28 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Menge der Komponenten (i) bis (iii), eingesetzt.Particularly preferred among the compounds of the component (iii) are aromatic vinyl monomers such as 3 styrene or α-methylstyrene. If they become Preparation of the copolymer, which according to the invention is used, used in an amount of 1 to 28% by weight, preferably 2 to 25% by weight, very particularly preferably 5 to 20 wt .-%, based on the amount of Components (i) to (iii) used.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere ist an sich bekannt. Sie können in Substanz-, Lösungs-, Suspensions- oder Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Hilfreiche Hinweise finden sich hinsichtlich der Substanzpolymerisation bei Houben-Weyl, Band E20, Teil 2 (1987), Seite 1145ff. Hinweise zur Lösungspolymerisation findet man eben dort auf Seite 1156ff. Die Suspensionspolymerisationstechnik wird eben dort auf Seite 1149ff beschrieben, während die Emulsionspolymerisation eben dort auf Seite 1150ff ausgeführt und erläutert wird.The preparation of those to be used according to the invention Copolymers are known per se. You can in substance, Solution, suspension or emulsion polymerization getting produced. Helpful hints can be found with regard to substance polymerization at Houben-Weyl, Volume E20, Part 2 (1987), page 1145ff. hints about Solution polymerization can be found there Page 1156ff. The suspension polymerization technique is just described there on page 1149ff, while the Emulsion polymerization just there on page 1150ff is executed and explained.
Besonders bevorzugt sind im Rahmen der Erfindung Perlpolymerisate, d. h., es handelt sich um einen Spezialfall der Suspensionspolymerisation, bei welchem die Perlgröße in einem üblicherweise besonders günstigen Bereich liegt. Besonders bevorzugt liegen die erfindungsgemäß durch beispielsweise Einmischen in die Faserpolymeren zu verwendenden Copolymere in Form von Teilchen in der Größe von 0,1 bis 1,0 mm vor. Es sind jedoch auch größere oder kleinere Granulate oder Perlen einsetzbar.Are particularly preferred within the scope of the invention Bead polymers, d. that is, it is a Special case of suspension polymerization, in which the Bead size in a usually particularly cheap one Area. The are particularly preferably according to the invention by, for example, mixing into the Copolymers to be used in the form of fiber polymers Particles in the size of 0.1 to 1.0 mm. There are however, larger or smaller granules or pearls applicable.
Das mittlere Molekulargewicht der erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 20 000 und 300 000. Bevorzugt ist der Bereich von Mw 80 000 bis 150 000, wobei das Molekulargewicht Mw jeweils auf die Viskosität der Polyesterschmelze abgestimmt werden kann.The average molecular weight of the copolymers to be used according to the invention is generally in the range between 20,000 and 300,000. The range from M w is 80,000 to 150,000, it being possible for the molecular weight M w to be matched to the viscosity of the polyester melt.
Die erfindungsgemäßen Polymeren können als weitere Bestandteile Zusatzstoffe enthalten, wie sie für thermoplastische Formmassen üblich sind. Als solche seien beispielsweise genannt: Antistatika, Antioxidantien, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Lichtstabilisatoren und organische Phosphite. Diese Zusatzstoffe werden in üblicher Menge, vorzugsweise in Mengen von bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Komponenten (i) bis (iii), eingesetzt.The polymers according to the invention can be used as further Ingredients contain additives as they are for thermoplastic molding compositions are common. As such named for example: antistatic agents, antioxidants, Flame retardants, lubricants, dyes, Light stabilizers and organic phosphites. This Additives are in the usual amount, preferably in Amounts of up to 10% by weight, based on 100% by weight of the Components (i) to (iii) used.
Besondere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Verwendung betreffen Copolymere erhältlich durch
Polymerisation von
Particular embodiments of the use according to the invention relate to copolymers obtainable by polymerizing
- (i) 30 bis 85 Gew.-%;(i) 30 to 85% by weight;
- (ii) 5 bis 40 Gew.-%; und ggf.(ii) 5 to 40% by weight; and possibly
- (iii) 0 bis 30 Gew.-%(iii) 0 to 30% by weight
oder
or
- (i) 45 bis 85 Gew.-%;(i) 45 to 85% by weight;
- (ii) 10 bis 40 Gew.-%; und ggf.(ii) 10 to 40% by weight; and possibly
- (iii) 0 bis 30 Gew.-%.(iii) 0 to 30% by weight.
Im Rahmen der Erfindung wurde nun überraschend gefunden, daß der Zusatz von hierin beschriebenen Copolymeren zu Polymermischungen aus Polyestern bei erhöhten Spinngeschwindigkeiten von beispielsweise 7500 m/min oder höher zu einer Reduzierung der Fadenbruchzahl führt, ohne die weiteren Spinneigenschaften nachteilig zu beeinflussen. In the context of the invention, it has now surprisingly been found that the addition of copolymers described herein to Polymer blends from polyesters with elevated Spinning speeds of, for example, 7500 m / min or leads to a reduction in the number of thread breaks without to adversely affect the other spinning properties.
Selbst bei so hohen Spinngeschwindigkeiten wie beispielsweise 8000 m/min ergeben sich für den erfindungsgemäßen Copolymereinsatz bei Schmelzspinnverarbeitung von Polyesterfaserpolymeren sehr niedrige Fadenbruchzahlen.Even at spinning speeds as high as for example 8000 m / min result for the copolymer insert according to the invention Melt spinning processing of polyester fiber polymers very much low thread break counts.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere verbessern die Schmelzspinneigenschaften von Polyalkylenterephthalaten. Hierzu zählen insbesondere Polyethylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat oder Polytetramethylenterephthalat oder Polymerzusammensetzungen, welche mindestens zwei der genannten Polyester umfassen. Besonders günstig wirken sich die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere zusammen mit Faserpolymeren auf, wobei sich als Faserpolymere alle hochschmelzenden fadenbildenden Polyester eignen, insbesondere solche, welche vorwiegend, d. h. mindestens zu 80%, aus Ethylenglykolterephthalat-Einheiten bestehen. Die restlichen Dicarbonsäure- und Diolkomponenten dieser (Co-)polyester können die bei der Herstellung verstreckter Polyestergebilde üblichen Cokomponenten, wie beispielsweise Isophthalsäure, p,p-Diphenyldicarbonsäure, alle möglichen Naphthalindicarbonsäuren, Hexahydroterephthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Glykole, wie Trimethylen-, Tetramethylen-, Hexamethylen- und Decamethylenglykol usw. sein. Ganz besonders bevorzugter Polyester ist Polyethylenglykolterephthalat.Improve the copolymers to be used according to the invention the melt spinning properties of Polyalkylene terephthalates. These include in particular Polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate or Polytetramethylene terephthalate or Polymer compositions which comprise at least two of the mentioned polyester include. They have a particularly favorable effect the copolymers to be used according to the invention together with Fiber polymers on, all as fiber polymers high-melting thread-forming polyester are suitable, especially those that predominantly, d. H. at least too 80%, consist of ethylene glycol terephthalate units. The remaining dicarboxylic acid and diol components of these (Co) polyesters can be stretched in the manufacture Polyester structures usual co-components, such as Isophthalic acid, p, p-diphenyldicarboxylic acid, all possible Naphthalenedicarboxylic acids, hexahydroterephthalic acid, Adipic acid, sebacic acid and glycols, such as trimethylene, Tetramethylene, hexamethylene and decamethylene glycol etc. be. Polyester is very particularly preferred Polyethylene glycol terephthalate.
Von besonderem Interesse ist auch die erfindungsgemäße Verwendung der beschriebenen Copolymere zur Produktivitätssteigerung bei unveränderter Garnqualität und Nachverarbeitungseigenschaften von PET-POY. The one according to the invention is also of particular interest Use of the copolymers described for Productivity increase with unchanged yarn quality and Post-processing properties of PET-POY.
Die bevorzugten Polyester sollen eine möglichst hohe Viskosität, d. h. mindestens eine Lösungsviskosität von mehr als 1,5 besitzen, gemessen in 1%iger m-Kresol-Lösung bei 20°C. Die angestrebten hohen Viskositätswerte können mit Hilfe bekannter Verfahren erzielt werden, wie z. B. der Kondensation in der Schmelze, einer zusätzlichen Nachkondensation- in der Schmelze, ohne oder mit Kondensationsbeschleuniger, oder der Nachkondensation im festen Zustand.The preferred polyesters should be as high as possible Viscosity, d. H. at least a solution viscosity of possess more than 1.5, measured in 1% m-cresol solution at 20 ° C. The desired high viscosity values can can be achieved using known methods, such as. B. the Condensation in the melt, an additional one Post-condensation in the melt, with or without Condensation accelerator, or post-condensation in solid state.
Obwohl die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere ebenso wie deren Herstellung an sich bekannt war, war die erfindungsgemäße Verwendung und Eignung der Copolymere für die Verbesserung der Schmelzspinneigenschaften von Polyester-Filamentgarnen nach dem Schnellspinnen und Superschnellspinnen mit Abzugsgeschwindigkeiten von 500 bis 10 000 m/min und mehr nicht bekannt. Daß hierbei sogar in bevorzugter Weise in aller Regel mit Zusammensetzungen von unter 1 Gew.-% gearbeitet werden kann, d. h., das Copolymer wird nur in einer Menge von 1 Gew.-% bezogene auf die Faserpolymeren eingesetzt, und daß sich bei einer solchen Verfahrensweise darüber hinaus in überraschender Weise bei den endverstrickten Garnen eine Erhöhung des Anfangsmoduls der Polyester-Filamentgarne erzielen läßt, war dem bekannten Stand der Technik nicht entnehmbar.Although the copolymers to be used according to the invention just as their manufacture was known per se, was Use and suitability of the copolymers for the improvement of the melt spinning properties of Polyester filament yarn after fast spinning and Super fast spinning with take-off speeds from 500 to 10,000 m / min and more not known. That even in preferably as a rule with compositions of can work below 1 wt .-%, d. i.e. the copolymer is only based on the amount of 1% by weight Fiber polymers used, and that such Procedure also surprisingly the end-entangled yarns an increase in the initial module the polyester filament yarn can be achieved was that known prior art not removable.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymere werden den Faserpolymeren auf übliche Weise zugemischt. Die Zumischung der Zusatzstoffe zu den Polyalkylenterephthalaten, bevorzugt zum Polyethylenterephthalat, erfolgt günstigerweise vor dem Extruder, wobei das Faserpolymer und die Zusatzstoffe in Granulatform vorliegen sollten. Der Extruder sorgt hierbei bei der Aufschmelzung der Granulate für eine gleichmäßige Verteilung der Zusatzstoffe im Faserpolymer. Weitere statische und/oder dynamische Mischer können in der Schmelzeleitung und/oder direkt vor dem Spinnpack vorgesehen sein.The copolymers to be used according to the invention are the Fiber polymers mixed in the usual way. The admixture the additives to the polyalkylene terephthalates, preferably to polyethylene terephthalate conveniently before the extruder, the fiber polymer and the additives should be in granular form. Of the Extruder ensures that the granules are melted for an even distribution of the additives in the Fiber polymer. Other static and / or dynamic mixers can in the melt line and / or directly before Spin pack may be provided.
Die Zumischung kann aber auch derart erfolgen, daß die Schmelze aus Faserpolymer mit der Schmelze der Zusatzstoffe über statische und/oder dynamische Mischer vermischt wird.The admixture can also be carried out in such a way that the Fiber polymer melt with the melt of the additives is mixed via static and / or dynamic mixers.
Die Faserpolymere, mit welchen die erfindungsgemäßen Copolymere verwendet werden, eignen sich praktisch für alle bekannten spinnverfahren, wobei jedoch auf eine ausgeprägte Retard-Cooling-Zone verzichtet werden sollte. Ein kurzes, die Kühlluft von der Spinndüse abhaltendes, an die Spinndüse anschließendes Rohr begünstigt den Schmelzspinnvorgang. Eine Länge von wenigen Zentimeter für dieses Rohr hat sich bestens bewährt. Die erhältlichen Fasern lassen sich praktisch bei allen technisch möglichen Aufwickelgeschwindigkeiten, insbesondere bei Aufwickelgeschwindigkeiten von 500 bis 10 000 in/min problemlos herstellen. U. a. lassen sich aus Faserpolymeren, mit welchen die erfindungsgemäßen Copolymere verwendet wurden, selbst bis zu Aufwickelgeschwindigkeiten von bis 8000 m/min teilweise orientierte Garne, d. h. Garne, die noch nicht auf die für den jeweiligen Einsatzzweck erforderliche Bruchdehnung verstreckt sind, herstellen. Diese Garne sind somit bestens für die Weiterverarbeitung geeignet. Textile Garne lassen sich beispielsweise ohne weiteres zu texturierten Garnen mit den hierzu üblichen Verfahren weiterverarbeiten. The fiber polymers with which the invention Copolymers used are practically suitable for everyone known spinning process, but with a pronounced Retard cooling zone should be avoided. A short, the cooling air from the spinneret to the The tube connected to the spinneret favors the Melt spinning process. A length of a few centimeters for this pipe has proven itself very well. The available ones Fibers can be practically used in all technically possible Winding speeds, especially at Winding speeds from 500 to 10,000 in / min easy to manufacture. Among other things let out Fiber polymers with which the invention Copolymers have been used themselves up to Winding speeds of up to 8000 m / min in some cases oriented yarns, d. H. Yarns that are not yet on the for the elongation at break required for the respective application are stretched, produce. So these yarns are great suitable for further processing. Leave textile yarns textured yarns, for example Process with the usual procedures.
Industrielle Garne sind für die Herstellung von Reifenkorden bestens geeignet.Industrial yarns are used for the production of Tire cords ideally suited.
Als Schmelzspinnverfahren eignen sich besonders Verfahren, wie sie beispielsweise in DE-PS 29 25 006 beschrieben sind.Processes are particularly suitable as melt spinning processes, as described for example in DE-PS 29 25 006.
Das nachfolgende Herstellungsbeispiel für ein erfindungsgemäß einzusetzendes Copolymer erläutert die Erfindung.The following manufacturing example for a The copolymer to be used according to the invention explains the Invention.
Eine Lösung aus 770 Teilen MMA, 150 Teilen Cyclohexylmaleinimid, 80 Teilen Styrol, 1,4 Teilen Thioglykolsäure-2-ethylhexylester, 0,9 Teilen t-Dodecylmercaptan, 0,5 Teilen Stearinsäure und 2,5 Teilen Dilauroylperoxid wurde in 1000 Teilen Wasser und 3,25 Teilen Degapas® 8105 S suspendiert und nach dem Suspensionsverfahren 2 Stunden bei 80°C und eine Stunde bei 94°C polymerisiert.A solution of 770 parts MMA, 150 parts Cyclohexylmaleimide, 80 parts styrene, 1.4 parts 2-ethylhexyl thioglycolic acid, 0.9 parts t-dodecyl mercaptan, 0.5 part stearic acid and 2.5 parts Dilauroyl peroxide was dissolved in 1000 parts of water and 3.25 parts of Degapas® 8105 S suspended and after the Suspension process 2 hours at 80 ° C and one hour polymerized at 94 ° C.
Claims (13)
- (i) 30 bis 99 Gew.-% Methylmethacrylat MMA;
- (ii) 1 bis 70 Gew.-% eines oder mehrerer Monomere der
Formel I
worin
X für O oder NR steht und
R1 für Wasserstoff, (C1-C8)-Alkyl, (C3-C8)- Cycloalkyl oder (C5-C7)-Aryl steht, und
R2 Wasserstoff oder Methyl bedeutet; und ggf. - (iii) 0 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter mit (i) und/oder mit (ii) copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von (i) verschieden sind, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht;
- (i) 30 to 99 weight percent methyl methacrylate MMA;
- (ii) 1 to 70% by weight of one or more monomers of the formula I.
wherein
X stands for O or NR and
R 1 represents hydrogen, (C 1 -C 8 ) alkyl, (C 3 -C 8 ) cycloalkyl or (C 5 -C 7 ) aryl, and
R 2 represents hydrogen or methyl; and possibly - (iii) 0 to 50% by weight of one or more ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with (i) and / or with (ii) from the group consisting of α-methylstyrene, vinyl acetate, acrylic acid esters, methacrylic acid esters which differ from (i) are vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, halogen-substituted styrenes, vinyl ethers, isopropenyl ethers and dienes;
- (i) 30 bis 85 Gew.-%;
- (ii) 5 bis 40 Gew.-%; und ggf.
- (iii) 0 bis 30 Gew.-%.
- (i) 30 to 85% by weight;
- (ii) 5 to 40% by weight; and possibly
- (iii) 0 to 30% by weight.
- (i) 45 bis 85 Gew.-%;
- (ii) 10 bis 40 Gew.-%; und ggf.
- (iii) 0 bis 30 Gew.-%.
- (i) 45 to 85% by weight;
- (ii) 10 to 40% by weight; and possibly
- (iii) 0 to 30% by weight.
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