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Verfahren zur Herstellung von mattierten, weichen, wasserabweisenden
Polyamiden Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung mattierter,
weicher und wasserahweisender Polyamide, insbesondere aus e-Caprolactam, die z.
B. für die Herstellung von Fäden, Fasern, Drähten und Folien geeignet sind.
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Allen künstlichen Erzeugnissen, die Naturprodukte, wie Seide, Baumwolle,
Wolle, Haare, tierische oder pflanzliche Borsten, ersetzen sollen, ist ein unerwünschter
starker Glanz eigen. Um der immer mit Nachdruck erhobenen Forderung nach matteren
Gehilden zu entsprechen, hat es deshalb nicht an Vorschlägen gefehlt, diesen Glanz
zu vermindern bzw. völlig zu beseitigen. So sind z. B. Verfahren vorgeschlagen worden,
die eine nachträgliche Behandlung der gesponnenen Materialien vorsehen. Diese Behandlung
kann im Falle der Polyamide beispielsweise in einer Einwirkung von wäßrigen organischen
oder anorganischen Säuren. Säuregemischen oder Säurehalogeniden bestehen. Weiter
kann man dtieAnätzung. die hier den Matteffekt bewirkt, durch Behandlung mit lösend
oder quellend wirkenden Mitteln, wie Phenolen. Chlorhydrinen. Alkoholen oder Lösungen
von bestimmten Salzen in Alkoholen, erreichen. Allen diesen Verfahren haftet aber
der Mangel an. daß einmal die Behandlung stets zu einer mehr oder weniger tiefgreifenden
Schädigung des Gebildes führt und zum anderen sich diese Verfahren technisch nur
in beschränktem Umfang realisieren lassen. Das gleiche gilt auch für die Verfahren.
nach denen eine Mattierung durch Imprägnierung der fertigen Gebilde mit zur mattierenden
Imprägnierung geeigneten Mitteln, wie Lösungen oder Emulsionen von Kunstharzen,
wie Polyvinylchlorid, Polystyrol, Hanstoff-Formaldebyd-Harzen oder anorganischen
Salzen, erreicht wird. Hier kommt noch nachteilig hinzu. daß es sich bei diesen
Verfahren selten um wasch- oder kochechte Mattierungen handelt.
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Die Anwendung von Titandioxyd als Ma,ttierungsmittel ist bekannt
und ebenso die Nachteile, die die Anwendung dieses Mittels mit sich bringt, besonders
bei der Mattierung von Polyamiden.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird eine wirkungsvolle Mattierung
von Gebilden aus Polyamiden erreicht. ohne daß die Nachteile der bekannten Mattierungsmittel
mit in Kauf genommen werden müssen.
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Erfindungsgemäß wird die Polymerisation so durchgeführt. daß sich
mit dem Polyamid in geringer Menge ein geeignetes polymeres Silicon in feinster
gleichmäßiger Verteilung als Pigment bildet. Dies wird dadurch erreicht, daß die
Polymerisation der Polyamidbildner in Gegenwart eines Alkyl- oder Arylsilandiols
oder eines niedrigpolymeren, zur Bildung hochmolekularer Silicone befähigten Organopolysiloxans
durchgeführt wird. wobei diese Stoffe
vor oder während der Polymerisation zugesetzt
werden. Siliconpolymeren sind nun jedoch sowohl im Lactam als auch im Polyamid unlöslich.
Die bleibend gleichmäßige Verteilung eines 5 il icoiis in einer Lactamschmelze würde
also praktisch mindestens die gleichen Schwierigkeiten wie die eines anderen Pigments
hieten. Es wurde gefunden, daß eine außerordentlich feine und gleichmäßige Verteilung
des Silicons in dem Polyamid erreicht wird, wenn man erst mit der Bildung des Polyamids
gleichzeitig die Bildung des Siliconpolymeren erfolgen läßt. Dies läßt sich leicht
wie folgt realisieren: Man löst in der Lactamschmelze ein geeignetes Alkyl- oder
Arylsilandiol oder ein niederpolymeres, noch weiter polymerisierbares Organopolysiloxan
besonders geeignet ist das Diphenylsilandiol -oder gibt diese Verhindung in wäßriger
Lösung bzw. in wäßriger Dispersion der zu polymerisierenden Substanz zu und führt
dann die Polymerisation zum Polyamid nach irgendeinem der üblichen Verfahren durch.
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Bei der Temperatur der Polyamidbildung erfolgt fortschreitende Kondensation
der Silandiole zum polymeren Silicon. Infolge der völlig verschiedenen Charaktere
der beiden Polymeren erfolgt die Bildung jedes einzelnen vollkommen unbeeinflußt
durch den anderen. Die sich bildenden, im Polyamid unlöslichen Siliconpartikeln
werden von Polyamid umhüllt, so daß sie nicht zu größeren Konglomeraten zusammentreten
können und sich feinst verteilt in der nun zähen Polyamidschmelze halten.
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Die Fäden, die aus diesen Schmelzen gesponnen werden, sind matt.
ohne dabei ein stumpfes Aussehen
zu haben. Im Griff sind sie weicher
und geschmeidiger als solche ohne Siliconimprägnierung. Zur Erreichung eines ausreichenden
Matteffektes sind nur Mengen von etwa 0,25 bis 1 0/o Silandiol, bezogen auf eingesetztes
Lactam, erforderlich. Zur Erhöhung der Geschmeidigkeit können, ohne daß die Qualität
des Polymerisates beeinträchtigt wird, größere Mengen angewandt werden.
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Es hat sich weiter gezeigt, daß die siliconhaltigen Polyamid sich
ziemlich wasserabweisend verhalten eine Eigenschaft, die allen Gebilden, die mit
einem Silicon überzogen oder getränkt sind, eigen ist. Derartige Polyamidfäden könnten
also unter anderem vorteilhaft zu Geweben verarbeitet werden. die zur Herstellung
von Wetterkleidung dienen sollen.
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Sämtliche Effekte wie Alattierungs- und Weichmachungseffekt und wasserabweisende
Wirkung sind dauerhaft. bleiben also nach Waschen, Kochen oder Umschmelzen erhalten.
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Wie bereits erwähnt, wird durch die gleichzeitige Polymerisation
des Silicons eine Beeinträchtigung der Polyamidbildung vermieden. Es wurde im Gegenteil
gefunden, daß die Polymerisation des Caprolactams in Gegenwart von z. B. Diphenylsilandiol
schneller als ohne diesen Zusatz erfolgt. Diese Erscheinung wird auf die durch die
Siliconkondensation laufend erfolgende Bildung katalytisch wirksamen Wassers zurückgefiihrt.
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Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich bei der Polymerisation
aller polyamidbildenden Substanzen anwenden.
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Weiter kann, um bestimmte Effekte zu erzielen, die Zugabe von siliconbildenden
Verbindungen in Gegenwart von bekannten Mattierungsmitteln, wie z. B.
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Ti2, erfolgen, wobei die Konzentration des letzteren bedeutend geringer
gehalten werden kann, als es sonst üblich ist.
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Es ist bereits bekannt, fertige Polyamidgewebe mit einer Siliconemulsion
zu behandeln, um sie wasser abstoßend zu machen. Diese kostspielige Nachbehandlung
wird nach der Erfindung vermieden, indem man fertige oder sich bildende Silicone
dem Polyamid bereits während seiner Polymerisation einverleibt.
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Man erzielt dadurch ein gleichmäßig mit Silicon durchsetztes Polyamid,
das sich in der üblichen Weise zu irgendwelchen geformten Gebilden verarbeiten läßt,
die dann von vornherein wasserabstoflend sind.
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Der Zusatz der Silicone während der Polymerisation gewährleistet nicht
nur eine besonders feine Verteilung des Silicons in der Polyamidmasse, sondern fördert
auch überraschenderweise den Polymerisationsvorgang selbst.
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Beispiel 100 Teile £-Caprolactam werden mit 0,5 Teilen Diphenylsilandiol
und 1 Teil Wasser 24 Stunden bei 2600 C unter Luftabschluß polymerisiert. Die milchig
trüb aussehende, homogene Schmelze wird in einem dünnen Strahl in ein mit Wasser
gefülltes Becken fließen gelassen und dabei zu einem dünnen Faden ausgezogen. der
anschließend verstreckt wird. Das Material ist gleichmäßig mattiert.
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Die in konzentrierter Schwefel säure gemessene relative Viskosität
beträgt 2,29, während die einer Probe, deren Polymerisation ohne Zusatz von Diphenylsilandiol
erfolgte. mit 2.27 bestimmt worden ist.
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PATENTANSPBÜCIIE 1. Verfahren zur Herstellung von mattierten, weichen,
wasserabweisenden Polyamiden. dadurch gekennzeichnet. daß die Polymerisation der
Polyamidbildner in Gegenwart eines Alkyl- oder Arylsilandiols oder eines niedrigpolymeren,
zur Bildung hochmolekularer Silicone befähigten Organopolysiloxans durchgeführt
wird. wobei diese Stoffe vor oder während der Polymerisation zugesetzt werden.