DE10336473A1 - Molding composition and moldings used for dissipating electric charge, e.g. antistatic packaging, structural part in zone protected from explosion or electromagnetic screening, contains electroconductive cellulose fibers in polymer matrix - Google Patents
Molding composition and moldings used for dissipating electric charge, e.g. antistatic packaging, structural part in zone protected from explosion or electromagnetic screening, contains electroconductive cellulose fibers in polymer matrix Download PDFInfo
- Publication number
- DE10336473A1 DE10336473A1 DE2003136473 DE10336473A DE10336473A1 DE 10336473 A1 DE10336473 A1 DE 10336473A1 DE 2003136473 DE2003136473 DE 2003136473 DE 10336473 A DE10336473 A DE 10336473A DE 10336473 A1 DE10336473 A1 DE 10336473A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- molding composition
- cellulose fibers
- fiber
- composition according
- polymer matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0067—Devices for protecting against damage from electrostatic discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von elektrisch leitfähigen Kunststoffen zur Ladungsableitung, wie sie beispielsweise im ESD-Sektor gefordert werden. Die Kunststoffe werden durch die Zugabe von elektrisch leitfähigen Cellulosefasern während einer Compoundierung modifiziert.The The present invention relates to the production of electrically conductive plastics for charge dissipation, as required for example in the ESD sector become. The plastics are made by the addition of electrically conductive cellulose fibers while modified compounding.
Für die Entwicklung hochwertiger Produkte verlangt die Industrie neue Werkstoffe. Einen wichtigen Bereich stellen elektrisch leitende Kunststoffe dar. Die Kunststoffindustrie stellt bereits Kunststoff-Compounds, also Mischungen mit leitenden Substanzen, in einer großen Variationsbreite zur Verfügung. Für den spezifischen Durchgangswiderstand kann man so Werte zwischen denen der reinen Kunststoffe (> 1014 Ω cm) und etwa 0,1 Ω cm erhalten.The industry demands new materials for the development of high-quality products. An important area is represented by electrically conductive plastics. The plastics industry already provides plastic compounds, ie mixtures with conductive substances, in a wide range of variations. For the specific volume resistivity values between those of the pure plastics (> 10 14 Ω cm) and about 0.1 Ω cm can be obtained.
Polymerwerkstoffe sind in der Regel Isolatoren. Diese Eigenschaft wird für viele Anwendungen in der Elektrotechnik und Elektronik genutzt. Die Lösung verschiedener technischer Fragestellungen mit Polymerwerkstoffen erfordert jedoch das Vorhandensein einer definierten elektrischen Leitfähigkeit.Polymer Materials are usually insulators. This property will be for many Applications used in electrical engineering and electronics. The solution of different However, technical issues with polymer materials requires the presence of a defined electrical conductivity.
Eine definierte und reproduzierbare Einstellung einer ausreichend niedrigen Leitfähigkeit eines rußgefüllten Werkstoffs innerhalb der Perkolationsschwelle gelingt bisher nur unzureichend und erfordert eine genaue Füllstoffdosierung sowie sehr hohe Konstanz bei der Compoundverarbeitung. Es besteht daher großes Interesse, die Reproduzierbarkeit bei der Einstellung der gewünschten Leitfähigkeit durch Zugabe von Füllstoffen zu verbessern.A defined and reproducible setting of a sufficiently low conductivity a carbon black filled material within the percolation threshold succeed so far only inadequately and requires a precise filler dosage as well as very high consistency in compound processing. It exists therefore great interest the reproducibility in the setting of the desired conductivity by adding fillers to improve.
Eine elektrostatische Entladung entsteht, wenn eine nicht leitfähige Oberfläche gegen eine andere gerieben wird und die Oberflächen dann getrennt werden. Elektrostatische Entladungen können empfindliche elektronische Bauteile beschädigen oder zerstören, magnetische Datenträger ändern oder löschen oder in brennbarer Umgebung Explosionen und Feuer auslösen. Jedes Jahr entstehen allein in der elektronischen Industrie geschätzte 40 Milliarden Euro Schaden nur durch elektrostatische Entladungen.A Electrostatic discharge occurs when a non-conductive surface against another is rubbed and the surfaces are then separated. Electrostatic discharges can damage or destroy sensitive electronic components, magnetic Change disk or Clear or cause explosions and fire in a flammable environment. each Year alone in the electronic industry estimated 40 Billion euros damage only by electrostatic discharges.
Für die elektrisch leitenden Kunststoffe stehen u. a. folgende Anwendungsbereiche im Vordergrund:
- – Antielektrostatische Ausrüstung für viele technische Bereiche wie z. B. Elektronikarbeitsplätze, Geräte und Anlagen in Reinsträumen, sehr dünne Beschichtung von Filmen, kälteschlagzähe, benzin- und ölfeste Teile im Verkehrsmittelbau usw.;
- – Antistatische Verpackungen aller Art dort, wo man elektrostatische Aufladung vermeiden muss;
- – Elektromagnetische Abschirmung von elektrischen Geräten und von elektronischen Baugruppen und Systemen;
- – Anwendungsbereiche, die aus Sicherheitsgründen einen niedrigen Oberflächenwiderstand der Werkstoffe verlangen, z. B. für elektrische Betriebsmittel in explosionsgeschützten Bereichen.
- - Anti-electrostatic equipment for many technical areas such. As electronic workstations, equipment and equipment in clean rooms, very thin coating of films, cold weather resistant, petrol and oil-resistant parts in transportation, etc .;
- - Anti-static packaging of all kinds where it is necessary to avoid electrostatic charging;
- - Electromagnetic shielding of electrical equipment and electronic assemblies and systems;
- - Applications requiring a low surface resistance of materials for safety reasons, eg. B. for electrical equipment in explosion-proof areas.
Der klassische Weg, Polymere elektrisch leitfähig auszurüsten besteht darin, der isolierenden Matrix leitfähige Additive zuzumischen. Beispiele dafür sind Polymer-Ruß- Compounds oder die Zugabe hygroskopischer Additive.Of the classic way to equip polymers electrically conductive is to isolate the Matrix conductive Add additives. Examples are polymer-carbon black compounds or the addition of hygroscopic additives.
Die Zugabe von hygroskopischen Additiven weist Nachteile auf. So ist ihre Wirksamkeit an das Vorhandensein von (Luft)feuchte gebunden und sie sind durch Abwischen der Fertigteile entfernbar, da sie an die Kunststoffoberfläche migrieren. Das in ihnen gespeicherte „Reservoir" an Wirksubstanz ist außerdem endlich.The Addition of hygroscopic additives has disadvantages. So is their effectiveness is linked to the presence of (air) moisture and they are removable by wiping the finished parts, as they are to the plastic surface migrate. The stored in them "reservoir" of active substance is also finite.
In vielen Fällen ist die gewünschte, definiert begrenzte Leitfähigkeit auch durch die Einarbeitung von Leitrußen nur schwierig einzustellen, da die steile Perkolationsschwelle schon bei geringen Rußkonzentrationsschwankungen kritische Widerstandsänderungen bewirkt.In many cases is the desired, defines limited conductivity even difficult to set by the incorporation of conductive carbon black, since the steep percolation threshold already at low Rußkonzentrationsschwankungen critical resistance changes causes.
Zur Einstellung permanenter, definierter spezifischer Oberflächenwiderstände zwischen 1010 und 106 Ω, wie sie für eine Reihe von antielektrostatischen Anwendungen gefordert werden, existieren zwei Wege:
- – höchstgenaue Dosierung des Additivs im Anstiegsbereich der Leitfähigkeit oder
- – Verwendung eines Additivs mit niedriger Leitfähigkeit im Plateaubereich.
- - High-precision metering of the additive in the rise range of the conductivity or
- Use of a low conductivity additive in the plateau region.
Der Weg zur Einstellung definierter Leitfähigkeiten im angegebenen Bereich ist von der Seite der Werkstoffentwicklung sehr problematisch, da bereits geringe Schwankungen der Füllstoffkonzentration in Polymeren, die bei der Verarbeitung leicht auftreten können, zu starken Variationen führen.Of the Path for setting defined conductivities in the specified range is very problematic from the material development side, because already slight fluctuations of the filler concentration in polymers, which can easily occur during processing, too strong variations to lead.
Ein weiterer Nachteil der Nutzung von Leitrußen oder ähnlichen Substanzen im Kunststoff ist, dass sie durch ihre Präsenz in Abhängigkeit von der erforderlichen Konzentration zu einer negativen Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften führen. So tritt bei einer Rußkonzentration von 10 bis 40 Gew.-%, wie sie für einen derartigen Einsatzfall relevant ist, ein deutlicher Anstieg der Viskosität des Systems ein. Weiterhin wird mit steigender Rußkonzentration eine Zunahme von Steifigkeit, Eindruckhärte und Wärmestandfestigkeit, verbunden mit einer meist spürbaren Abnahme der Flexibilität, Dehnbarkeit und Zähigkeit des rußgefüllten Kunststoffes beobachtet. In kritischem Umfang wird auch häufig die Schlagzähigkeit und deren Temperaturabhängigkeit beeinflusst. In ähnlicher Weise dürfte diese Aussage auch für andere, die Leitfähigkeit begünstigende, Pigmente zutreffen.Another disadvantage of using Leitrußen or similar substances in the plastic is that they by their presence, depending on the required concentration, lead to a negative influence on the mechanical properties. Thus, with a carbon black concentration of 10 to 40% by weight, as is relevant for such an application, a significant increase in the viscosity of the system occurs. Furthermore, an increase in stiffness, indentation hardness and heat resistance, associated with a mostly noticeable decrease in the flexibility, ductility and toughness of the carbon black-filled plastic is observed with increasing carbon black concentration. To a critical extent, the impact strength and its temperature dependence are also often influenced. Similarly, this statement may apply to other conductivity-promoting pigments.
Überraschenderweise
stellte sich heraus, dass diese Mängel durch das gezielte Einbringen
von leitfähigen
Cellulosefasern, die beispielsweise nach einem Lyocellspinnverfahren
hergestellt wurden, beseitigt werden können. Ein solches Verfahren
zur Herstellung dieser Fasern wird beispielsweise in
Gegenstand der Erfindung ist daher eine elektrisch leitfähige thermoplastische Formmasse mit einer Polymermatrix und darin eingelagerten elektrisch leitfähigen Cellulosefasern.object The invention is therefore an electrically conductive thermoplastic molding material with a polymer matrix and incorporated therein electrically conductive cellulose fibers.
Die Polymermatrix kann jedes beliebige Polymere enthalten, beispielsweise ein Polyamid (PA), einen Polyester, ein Polystyrol, ein ABS oder ein Polyolefin.The Polymer matrix may contain any polymer, for example a polyamide (PA), a polyester, a polystyrene, an ABS or a polyolefin.
Geeignete Polyamide sind beispielsweise PA46, PA66, PA6, PA610, PA612, PA810, PA 1010, PA 1012, PA 1212, PA 11, PA 12, höhere Polyamide der Art PAXY mit X und/oder Y > 12 wie z. B. PA614, PA618 oder PA1815, jeweils als Homopolyamide oder als entsprechende Copolyamide.suitable Polyamides are, for example, PA46, PA66, PA6, PA610, PA612, PA810, PA 1010, PA 1012, PA 1212, PA 11, PA 12, higher polyamides of the type PAXY with X and / or Y> 12 such as B. PA614, PA618 or PA1815, each as homopolyamide or as corresponding copolyamides.
Geeignete Polyester sind beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyethylen-2.6-naphthalat oder Polyeuylen-2.6-naphthalat.suitable Polyesters are, for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, Polyethylene-2,6-naphthalate or polyeuylene-2,6-naphthalate.
Geeignete Polystyrole sind beispielsweise glasklares Polystyrol oder kautschukmodifiziertes Polystyrol CHIPS), ferner Copolymere mit z. B. Methylmethacrylat oder Acrylnitril.suitable Polystyrenes are, for example, clear polystyrene or rubber-modified Polystyrene CHIPS), also copolymers with z. For example, methyl methacrylate or acrylonitrile.
ABS ist ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymer, meist in Form eines mit einem Styrol-Acrylnitril-Copolymer gepfropften Polybutadiens, wobei gegebenenfalls Einheiten weiterer Comonomere enthalten sein können.SECTION is an acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer, usually in the form of a with a styrene-acrylonitrile copolymer grafted polybutadiene, optionally with further units Comonomers can be included.
Geeignete Polyolefine sind beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polybuten-(1).suitable Polyolefins are, for example, polyethylene, polypropylene or polybutene (1).
Diese Polymere sind allesamt Stand der Technik. Sie können in der Polymermatrix auch als Mischung vorliegen, z. B. aus einem oder mehreren Polyamiden sowie einem schlagzähmodifizierenden Kautschuk.These Polymers are all state of the art. You can in the polymer matrix too exist as a mixture, for. B. from one or more polyamides as well as an impact-modifying Rubber.
Darüber hinaus kann die Polymermatrix die üblichen Hilfs- und Zuschlagstoffe enthalten wie z. B. Weichmacher, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Pigmente, Stabilisatoren und/oder Verarbeitungshilfsmittel.Furthermore the polymer matrix may be the usual Auxiliary and aggregates contain such. As plasticizers, flame retardants, Dyes, pigments, stabilizers and / or processing aids.
Die Cellulosefasern erhalten ihre Leitfähigkeit durch darin eingelagerte leitfähige Additive, die beispielsweise aus Ruß (insbesondere Leitfähigkeitsruß), aus Graphitpulver, aus Graphitfibrillen bzw. aus Kohlenstoffnanoröhrchen bestehen können. Diese leitfähigen Additive sind in den Cellulosefasern üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 2 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt von 5 bis 50 Gew.-% enthalten.The Cellulose fibers get their conductivity by being incorporated therein conductive Additives, for example, from carbon black (especially conductivity soot), from Graphite powder consist of graphite fibrils or carbon nanotubes can. This conductive Additives are usually present in quantities in the cellulose fibers 0.1 to 70 wt .-%, preferably from 2 to 60 wt .-% and particularly preferably from 5 to 50 wt .-%.
Es
ist bekannt, dass durch die Modifizierung eines Lyocell- Verfahrens
cellulosische Faserstoffe mit einstellbarer elektrischer Leitfähigkeit
hergestellt werden können (
Die mit leitfähigen Additiven, wie z. B. Leitfähigkeitsruß, modifizierten Cellulosefasern haben, je nach der Konzentration der eingesetzten Additive, einen spezifischen Widerstand von 1013 bis 0,2 Ω cm und bevorzugt von 108 bis 40 Ω cm.The conductive additives, such. As conductivity, modified cellulose fibers have, depending on the concentration of the additives used, a resistivity of 10 13 to 0.2 Ω cm, and preferably from 10 8 to 40 Ω cm.
Dabei behalten die Fasern, bedingt durch eine für das Herstellungsverfahren spezifische hohe Grundfestigkeit, weitgehend ihre textilen Eigenschaften.The fibers retain, due to a high reason specific to the manufacturing process strength, largely their textile properties.
Die erläuterten, elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Fasern bieten eine exzellente Voraussetzung, durch Einarbeitung in konventionelle Kunststoffe deren elektrische Eigenschaften derart zu beeinflussen, dass eine reproduzierbare Ableitung elektrischer Ladungen, gekoppelt mit ausreichenden Isolationseigenschaften (Berührungsschutz), erreicht werden kann, da eine abgeflachte Perkolationsschwelle bei kleineren Schwankungen der Leitfaserkonzentration keine wesentliche Auswirkung auf die Widerstandswerte zulässt. Ein weiterer Vorteil des Einbringens leitfähiger Fasern ist der Umstand, dass der gleiche elektrische Effekt auf Grund der Fasergeometrie und der Leitstrukturen der Fasern im Kunststoff viel weniger Leitfähigkeitsadditiv erfordert, als bei Zugabe von Leitfähigkeitsadditiv in den Kunststoff entsprechend dem Stand der Technik.The explained, electrical and mechanical properties of the fibers provide a Excellent condition, by incorporation in conventional plastics to influence their electrical properties such that a reproducible dissipation of electrical charges, coupled with sufficient Insulation properties (contact protection), can be achieved because a flattened percolation threshold at smaller Fluctuations in the fiber concentration have no significant effect on the resistance values. Another advantage of introducing conductive fibers is the fact that the same electrical effect due to the fiber geometry and the conductive structures of the fibers in the plastic much less conductive additive requires, as with the addition of conductivity additive in the plastic according to the prior art.
Weiterhin tragen die textilen Eigenschaften der Fasern (Reißfestigkeit, Dehnung) mit dazu bei, dass im Gegensatz zu mit reinen Leitrußen oder Graphit gefüllten Kunststoffen die Abnahme der Flexibilität, Dehnbarkeit und Zähigkeit des gefüllten Kunststoffes weitgehend verhindert wird.Farther bear the textile properties of the fibers (tear resistance, Elongation) with, that in contrast to pure Leitrußen or Filled with graphite Plastics the decrease of flexibility, ductility and toughness of the filled one Plastic is largely prevented.
Elektrische und mechanische Eigenschaften des Compounds aus Kunststoff und elektrisch leitfähigen Cellulosefasern können wahlweise variiert werden durch:
- – Gehalt an Leitfähigkeitsadditiv in der Faser,
- – Einsatz verschiedener Arten von Leitfähigkeitsadditiven,
- – Faserfeinheit ( Querschnitt),
- – Faseranteil im Polymer sowie
- – Faserlänge im Compound.
- Content of conductivity additive in the fiber,
- Use of different types of conductivity additives,
- - fiber fineness (cross-section),
- - Fiber content in the polymer as well
- - Fiber length in the compound.
Durch Auswahl geeigneter Parameter der Fasern, der Art der Kunststoffmatrix, den Mengenverhältnissen Kunststoff zu Faser können spezifische Oberflächenwiderstände zwischen 101 und 1012 Ω und bevorzugt zwischen 106 und 1010 Ω erreicht werden, wie sie für eine Anwendung in explosionsgefährdeten Bereichen erforderlich sind. Widerstandswerte unterhalb von 106 Ohm sind realisierbar, indem ein höherer Anteil von Leitfähigkeitsadditiv in der Faser sowie ein höherer Faseranteil im Compound gewählt werden. Mit solchen Compounds sind eine gezielte Ableitung elektrischer Ladungen und eine Dämpfung elektromagnetischer Wellen möglich.By selecting suitable parameters of the fibers, the type of plastic matrix, the proportions of plastic to fiber, surface resistivities of between 10 1 and 10 12 Ω and preferably between 10 6 and 10 10 Ω, as required for use in potentially explosive atmospheres, can be achieved. Resistance values below 10 6 ohms can be realized by choosing a higher percentage of conductivity additive in the fiber and a higher fiber content in the compound. With such compounds, a targeted dissipation of electrical charges and an attenuation of electromagnetic waves are possible.
Das Einbringen der leitfähigen Fasern in die Polymere geschieht im Rahmen einer Compoundierung in Ein- oder Doppelschneckenextrudern. Dabei wird das Matrixmaterial (Kunststoff) gemeinsam mit der leitfähigen Faser in den Extruder gegeben und die Faser bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Matrix eingearbeitet.The Introducing the conductive Fibers in the polymers occur in the context of a compounding in Single or twin screw extruders. This is the matrix material (Plastic) together with the conductive fiber in the extruder given and the fiber at temperatures above the melting point incorporated into the matrix.
Überraschenderweise zeigte sich, dass bei Verarbeitungstemperaturen von bis zu 270 °C und der für die Extrusion benötigten Verweilzeit der Fasern bei diesen Temperaturen keine nennenswerte Schädigung der Fasern auftritt.Surprisingly showed that at processing temperatures of up to 270 ° C and the for the Needed extrusion Residence time of the fibers at these temperatures no significant damage the fibers occurs.
Das Matrixmaterial kann sowohl in Granulat-, Pulver- als auch in Faserform vorliegen. Die Feinheit der eincompoundierten Fasern beträgt zwischen 0,1 und 20 tex.The Matrix material can be in granular, powder or fiber form available. The fineness of the compounded fibers is between 0.1 and 20 tex.
Die Fasern können sowohl als Kurzfaser, aber auch als Faserroving oder als Faserband geordneter Stapelfasern dem Extruder zugegeben werden (Pull-Trusions-Verfahren).The Fibers can as a short fiber, but also as a fiber roving or as a sliver ordered staple fibers are added to the extruder (pull-trending method).
Weiterhin besteht die Möglichkeit, Matrixfasern und leitfähige Fasern in einem textilen Prozess zu mischen und anschließend zu einem Hybridband zu verarbeiten (Kardieren). Dieses Faserband kann dann über eine Vorheizung, Düse mit anschließender Kühlung und Abzug mit Verdrilleinrichtung einem Granulator zugeführt werden. Bei diesem Pull-Drill-Prozess entsteht Langfasergranulat. Dieses zeichnet sich auf Grund der schonenden Verarbeitung durch eine enge Verteilung der Faserlängen aus, wobei Einzelfaserlängen deutlich länger sein können als die Granulatschnittlänge.Farther it is possible, Matrix fibers and conductive To mix fibers in a textile process and then to to handle a hybrid tape (carding). This sliver can then over one Preheating, nozzle with following cooling and deduction with twisting a granulator are supplied. In this pull-drill process Long fiber granulate is produced. This is characterized by the gentle nature Processing by a narrow distribution of fiber lengths, where individual fiber lengths much longer could be as the granule cut length.
Das hergestellte Granulat kann zu Platten verpresst oder mit Spritzgussautomaten verspritzt werden. Die Verarbeitung kann in Reinform oder als Zumischung (Masterbatch) erfolgen. In der Regel beinhalten die hergestellten Artikel 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-% leitfähige Fasern, wobei die mittlere Faserlänge im fertigen Artikel mehr als 100 μm, vorzugsweise mehr als 800 μm betragen sollte, um eine ausreichende Ableitung elektrischer Ladungen zu garantieren. Falls ein Masterbatchgranulat hergestellt wird, kann dieses bis zu 50 Gew.-% leitfähige Cellulosefasern enthalten.The produced granules can be pressed into plates or with injection molding machines be splashed. The processing can be in pure form or as admixture (Masterbatch). As a rule, the manufactured ones include Articles 1 to 50, preferably 2 to 20 wt .-% and particularly preferably 3 to 10 wt .-% conductive Fibers, with the average fiber length in the finished article more as 100 μm, preferably more than 800 microns should be sufficient to dissipate electrical charges to guarantee. If a masterbatch granulate is produced, can this up to 50 wt .-% conductive Contain cellulose fibers.
Die Formgebung kann, statt aus Granulat, auch direkt aus der nach der Eincompoundierung der elektrisch leitfähigen Faser im Ein- oder Doppelschneckenextruder erhaltenen Schmelze erfolgen.The Forming can, instead of granules, also directly from the after Compounding of the electrically conductive fiber in a single or twin screw extruder obtained melt done.
Entsprechende Formteile sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.Appropriate Moldings are also the subject of the invention.
Die erfindungsgemäßen Formteile können zur Ableitung elektrischer Ladungen Verwendung finden, beispielsweise als antistatische Verpackung, etwa in Form einer Folie, oder als Bauteil in einem explosionsgeschützten Bereich. Sie können darüber hinaus auch zur elektromagnetischen Abschirmung von elektrischen Geräten, elektronischen Baugruppen oder elektronischen Systemen verwendet werden.The moldings according to the invention can find use for the derivation of electrical charges, for example as antistatic packaging, such as in the form of a film, or as Component in an explosion-proof Area. You can about that In addition to the electromagnetic shielding of electrical equipment, electronic Assemblies or electronic systems are used.
Beispiele:Examples:
Beispiel 1:Example 1:
Es wurden entsprechende Mengen an Matrixpolymer Polyamid 12 (Vestamid L 1700 der Degussa AG) gemahlen und Cellulosefasern abgewogen und gemischt. Nach dem Mischen wurden die Proben generell bei 60 °C und einem Vakuum von <1 mbar innerhalb von 18 h getrocknet.It corresponding amounts of matrix polymer polyamide 12 (Vestamid L 1700 of Degussa AG) and weighed cellulose fibers and weighed mixed. After mixing, the samples were generally at 60 ° C and a Vacuum of <1 mbar dried within 18 h.
Die Compoundierung der Proben wurde auf einem Einschnecken-Laborextruder der Fa. Randcastle Extraction Systems Inc. vorgenommen. Die eingesetzte Schnecke war eine ½''-Schnecke (12,5 mm); es wurde mit elektrischen Widerstandsheizungen gearbeitet. Alle Temperaturen von Einzugszone bis Schlitzdüse wurden gleich eingestellt. Die Durchsätze betrugen 350 bis 400 g/h. Die mittlere Verweilzeit des Gutes im Extruder lag bei 3 bis 4 min.The Compounding of the samples was done on a single-screw laboratory extruder made by Randcastle Extraction Systems Inc. The used Snail was a ½ '' snail (12.5 mm); it was worked with electrical resistance heaters. All temperatures from feed zone to slit nozzle were set equal. The throughputs amounted to 350 to 400 g / h. The average residence time of the goods in Extruder was 3 to 4 min.
Das entstehende Extrudat wurde anschließend zu Platten verpresst. Der spezifische elektrische Oberflächenwiderstand wurde an den Platten mit Hilfe eines Milli- und Tera-Ohmmeters (Milli TO3 der Fa. Fischer Elektronik, Berlin) im 1 cm-Ringspalt bei einer Messspannung von 100 V gemessen. Im Folgenden sind die Einstellungen und Messwerte wiedergegeben:The resulting extrudate was then pressed into plates. The specific surface electrical resistance was measured at the Plates using a milli and tera ohmmeter (Milli TO3 the Fa. Fischer Elektronik, Berlin) in a 1 cm annular gap at a measuring voltage measured from 100V. Below are the settings and readings reproduced:
Eingesetzte Faser:Used fiber:
- Faserfeinheit: 0,3 texFiber fineness: 0.3 tex
- Faserlänge 2 mmfiber length 2 mm
Beispiel 2:Example 2:
Es wurde analog Beispiel 1 verfahren. Als Matrixmaterial diente Polypropylen (ATOFINA PPH 9060).It was proceeded as in Example 1. The matrix material used was polypropylene (ATOFINA PPH 9060).
Eingesetzte Faser:Used fiber:
- Faserfeinheit: 0,3 texFiber fineness: 0.3 tex
- Faserlänge 2 mmfiber length 2 mm
Beispiel 3:Example 3:
Es wurde analog Beispiel 1 verfahren. Als Matrixmaterial diente Polyethylen.It was proceeded as in Example 1. The matrix material used was polyethylene.
Eingesetzte Faser:Used fiber:
- Faserfeinheit: 1 texFiber fineness: 1 tex
- Faserlänge 5 mmfiber length 5 mm
Beispiel 4:Example 4:
Es wurden Faserbänder einer Mischung von 30 % leitfähiger Lyocellfaser (Printex L-Gehalt von 28,5 %; 60 mm; 0,5 tex) und 70 % Polypropylenfaser mit einem Pull-Drill- Verfahren zu einem Masterbatch- Langfasergranulat verarbeitet. Die technologischen Bedingungen waren folgende: Fiber slivers of a blend of 30% conductive lyocell fiber (Printex L content of 28.5%, 60 mm, 0.5 tex) and 70% polypropylene fiber were pulped using a pull-drill process to a masterbatch long fiber granulate. The technological conditions were as follows:
Das Langfasergranulat-Masterbatch wurde anschließend mit verschiedenen Zumischungen von PP-Standardgranulat gemischt und bei den in nachfolgender Tabelle dargestellten Bedingungen zu Platten spritzgegossen. Die Zumischungen wurden so gewählt, dass im Spritzgussartikel Fasergehalte von 3,5, 5 und 7,5 % eingestellt wurden.The Long fiber granulate masterbatch was subsequently mixed with various admixtures of standard PP granules mixed and those in the following table injection molded into plates. The admixtures were chosen that fiber contents of 3.5, 5 and 7.5% are set in the injection molded article were.
Der spezifische elektrische Widerstand wurde an den spritzgegossenen Platten mit Hilfe eines Milli- und Tera-Ohmmeters (Milli TO3 der Fa. Fischer Elektronik, Berlin) im 1 cm-Ringspalt bei verschiedenen Messspannungen gemessen. Im Folgenden sind die Messwerte wiedergegeben: The electrical resistivity was measured on the injection-molded plates using a milliand terahohm meter (Milli TO3 from Fischer Elektronik, Berlin) in a 1 cm annular gap at various measuring voltages. The following are the measurements:
Beispiel 5:Example 5:
Die
Herstellung des Compoundgranulates aus Vestamid und Cellulosefaser
(mit 37,5 % Printex L-Ruß,
Feinheit 0,3 tex) erfolgte an einem Gleichdralldoppelschneckenextruder
ZSK 25 WLE der Fa. Werner & Pfleiderer
mit den folgenden Einstellungen: Maschinenparameter:
Für die Herstellung
gepresster Prüfkörper wurde
Granulat in einer temperierten Pressform unter Druck bei folgenden
Parametern aufgeschmolzen.
Folgende Widerstandswerte wurden bei verschiedenen Varianten ermittelt: The following resistance values were determined for different variants:
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003136473 DE10336473A1 (en) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | Molding composition and moldings used for dissipating electric charge, e.g. antistatic packaging, structural part in zone protected from explosion or electromagnetic screening, contains electroconductive cellulose fibers in polymer matrix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003136473 DE10336473A1 (en) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | Molding composition and moldings used for dissipating electric charge, e.g. antistatic packaging, structural part in zone protected from explosion or electromagnetic screening, contains electroconductive cellulose fibers in polymer matrix |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10336473A1 true DE10336473A1 (en) | 2005-03-03 |
Family
ID=34112057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003136473 Withdrawn DE10336473A1 (en) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | Molding composition and moldings used for dissipating electric charge, e.g. antistatic packaging, structural part in zone protected from explosion or electromagnetic screening, contains electroconductive cellulose fibers in polymer matrix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10336473A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009012673A1 (en) | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Bayer Materialscience Ag | Shaped bodies of carbon nanoparticle polymer blends with gradient properties of the electrical volume conductivity |
EP2242064A1 (en) * | 2009-04-16 | 2010-10-20 | Teijin Fibers Limited | Electrically conductive fiber and brush |
US8110126B2 (en) | 2005-08-11 | 2012-02-07 | Teijin Fibers Limited | Electrically conductive fiber and brush |
DE102012004807A1 (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Glanzstoff Bohemia S.R.O. | Cellulosic regenerated fibers and process for their preparation |
-
2003
- 2003-08-08 DE DE2003136473 patent/DE10336473A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8110126B2 (en) | 2005-08-11 | 2012-02-07 | Teijin Fibers Limited | Electrically conductive fiber and brush |
DE102009012673A1 (en) | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Bayer Materialscience Ag | Shaped bodies of carbon nanoparticle polymer blends with gradient properties of the electrical volume conductivity |
WO2010102731A1 (en) | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Bayer Materialscience Ag | Mould consisting of carbon nanoparticle polymer blends having the gradient property of electric volume conductivity |
EP2242064A1 (en) * | 2009-04-16 | 2010-10-20 | Teijin Fibers Limited | Electrically conductive fiber and brush |
DE102012004807A1 (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Glanzstoff Bohemia S.R.O. | Cellulosic regenerated fibers and process for their preparation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5958303A (en) | Electrically conductive compositions and methods for producing same | |
EP2176328A1 (en) | Thermally conductive and electrically insulating thermoplastic compounds | |
CN107099077B (en) | Method for preparing conductive resin composition | |
KR100793396B1 (en) | Electrically conductive compositions and methods for producing same | |
EP2427518B1 (en) | Reduction of the influence of water absorption on the electrical conductivity of electrically conductive polyamide molding compounds | |
EP0002514B1 (en) | Process for making thermoplastics fire resistant | |
EP0013872B1 (en) | A process for the production of particulate polyolefinic moulding materials containing conductive carbon black, and their use in the production of mouldings | |
EP3041887B1 (en) | Carbon fiber reinforced plastic moldings | |
KR101143051B1 (en) | A heating polymer manufacturing process, heating-yarn manufacturing process and that heating-yarn | |
DE4024268C2 (en) | ||
DE10336473A1 (en) | Molding composition and moldings used for dissipating electric charge, e.g. antistatic packaging, structural part in zone protected from explosion or electromagnetic screening, contains electroconductive cellulose fibers in polymer matrix | |
DE60216510T2 (en) | ELECTRICALLY CONDUCTIVE RESIN COMPOSITION | |
EP0639838B1 (en) | Electrically conductive moulded material | |
CN109627588A (en) | A kind of highly conductive PP/PS composite material and preparation method | |
CN110713684A (en) | ABS composite material and application thereof | |
KR20010001715A (en) | Composite plastics and manufacturing method of the same | |
WO1995028716A1 (en) | Electrically conducting material and a method to prepare it | |
JP2738164B2 (en) | Method for producing conductive resin composition | |
Narkis et al. | Innovative ESD thermoplastic composites structured through melt flow processing | |
CN112795151B (en) | Antistatic TPEE composition and preparation method thereof | |
DE2850155A1 (en) | METHOD FOR THE PRODUCTION OF SMALL-PARTED, FIBER-SHAPED ADDITIVE-PROVIDED POLYOLEFIN MOLDING MATERIALS AND THE USE THEREOF FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES | |
JPH056587B2 (en) | ||
JPH0469097B2 (en) | ||
DE10305558A1 (en) | Composition comprising thermoplast and aluminum silicate hydrate as reinforcing filler, useful for preparation of e.g. boards, films, tubes and profiles | |
JPH06198650A (en) | Method for providing static electricity dissipating characteristics to regenerated plastic and product produced thereby |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |