DE1669437A1

DE1669437A1 - Verfahren zur Herstellung von knick-und bruchfesten dehnbaren Monofilen auf der Basis von Polystyrol,insbesondere zur Herstellung schlitzfaehiger Borsten

Info

Publication number: DE1669437A1
Application number: DE19661669437
Authority: DE
Inventors: Dr Peter Hahl; Steffen Hahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-07-23
Filing date: 1966-07-23
Publication date: 1969-10-30
Also published as: BE701516A

Description

Yerfah r ln zur Herstellung .fron knick- und bruchfesten,

dehabaren Küriofilen auf der Basis von Polystyrol,

insbesonderd zur Herstellung schlitzfäh&,&er Borsten

Die Erfindung betrifft ein Varfahren zur Herstellung von "knicke- und bruchfesten dehnbaren Monofilen auf der Basis von Polystyrol, insbesondere zur Herstellung schlitzfähiger Horsten. ` Polystyrol ist ein Thermoplast, der bei Normaltemperatur den. Glaazustand besitzt, also spröde und brüchig tat. Erst am Erweichungrpunkt und darüber hinaus im thermoelastischen Zu# stand verliert Polystyrol den Glaszustand, der aber such nach der Verarbeitung bei Raumtemperatur wieder eintritt, selbst... wenn das Material hochgradig vorstreckt und dadurch molekulati

orientiert wurde

Um die mechanischen Eigenschaften des Polystyrols zu ver-

bessern" ist es auch bekannt das Polystyrol zig modifizieren,

d.h. es mit Mischpolymerisaten des Butadiens ze vermischen0

oder ihm Acrylnitril einzupolymerisieren, Auf fiese Weise

wird der Glaszustand des Polystyrols aufgehoben und erreicht,

daß diesen an Zähigkeit gewinnt und seine Brüchigkeit ver-

liert (z.B. schlagfestes Polystyro).@a

Es ist bekannt, sowohl aus nicht@modifizieajtemsals auch aus

modifiziertem Polystyrol mittels''Verformun& auf einer Strange

presse Drähte herzustellen" die nach dem Schnei4ƒn auf handels-

übliche sängen als Borsten verwendet werden kö"en. Aus nor-

malem (nicht modifiziertem) Polystyrol. herg4stellte Fäden

haben einen sehr engen Anwendungsbereich, waii1 solche Borsten

trotz hoher Verstreckung (z,K1 e 11) den Glaszustand beibe-

halten haben und deshalb eine hohe Brüchigkeit aufweisen. Aus

modifiziertem Polystyrol hergestellte Borsten haben den Nach--

teil., daß das zur Modifizierung verwendete But$dien und

Acrylnitril eine weichmachende Wirkung haben und somit-die

Sprungelastizität und Wiederaufrichtungstendenz des herge-

stellten Drahtes herabsetzen Sowohl aus nicht modifiziertem

als auch aus modifiziertem- Polystyrol hergestellteBorsten

-haben überdies den Nachteil:, daß sie gleichviel in welchem

Verhältnis sie verstreckt bzwa orientiert wurden" im Normal-

zustand keine Dehnungselastizität und keine Bru` festigkeit

besitzen und schon bei geringer Beanspruchung a irechen.

.t

Es wurde nun gefunden, renn man dem reinen Polystyrol

0,5 bis 20 %, vorzugsweise 2 bis 8 %, Polyasthylen bei-

mischt und dieses Gemisch mittels einer Strangpresse zu

Borsten verformt und im Anschluß daran auf einem Streckwerk

vorstreckt, sich diese beschriebenen Nachteile beheben lasse.

Weiterhin weisen aus diesem Gemisch hergestellte Borsten je

nach Verstreckungsgrad im normalen Zustand eine Dehnungs-

elastizität von bis zu 40 % auf. Außerdem sind diese Borsten

schlitzfähig, d.h. sie lassen sich durch Klopfbewegungen an

ihren freien Enden aufspalten. Die erfindungsgemäße Beinischung

des Polyaethylens bewirkt, daß die erfindungsgemäß hergestellte

Borste die einem Polystyrolprodukt normalerweise zukommenden

Eigenschaften der Sprödigkeit und Brüchigkeit verloren und

teilweise die Dehnbarkeitseigenschaften des Polyaethylene an-

genostaren hat. Auf diese Weise bewirkt die gefundene Mischung

eine günstige Kombination der spezifischen Eigenschaften.der

Ausgangsprodukte, indem das Polystyrol der erfindungsgemäß

hergestellten Borste eine hohe Steifigkeit und Wiederaufrich#-

tungstendenz, das Polyaethylen eine zureichende Dehnungoela-

stisitüt im Normalzustand verleiht. Das gefundene Polystyrol/,

Polyaethylen-Geeisch hat den weiteren Vorteil, daß es auf den -.

gebräuchlichen und üblichen Produktionsanlagen für Monofile

verarbeitet werden kann, ohne daß die o.a. Spezialreckwerke

erforderlich wären.

Dementsprechend ist di-e Verwendungsmöglichkeit solcher Konofile in der Bürstenindustrie kaum möglich, da diese nicht auf... den bekannten Stanz- und Drehautomaten verarbeitet werden können. Diese Art der Verarbeitung setzt nämlich eine bestimmte Mindestelastizität voraus. .-Weiterhin haben Borsten aus nicht modifiziertem oder auch aus modifiziertem PolystyrolJder herkömmlichen Art nicht die Eigenamhaft schlitzfähig zu sein, sie lassen sich also an ihren Enden nicht aufspalten, wodurch ihre Verwendbarkeit noch . . . ... .. .. "- . . e ..

weiterhin eingeschränkt wird." . Ein weiterer Nachteil der Verwendung solcher Borsten aus Polystyrol besteht in der Schwierigkeit, daß die Monofile wegen der Eigenschaften des Polystyrols auf den gebräuchlichen: und üblichen Konofil-Streckwerken nicht bearbeitet werden können. Hierzu waren bisher Spezialstreckwerke erforderlich, die die ungereckten Monofile vom Austritt aua den gUhlbad bis.zum Streckbad durch dauernde Wärmezufuhr in thernoelast:i'#'" schon Zustande hielten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Polystyrol in. solcher Weise zu modifizieren, daß es zur Herstellung von knick und bruchfest-en sowie dehnbaren Monofilen geeignet wird, und gleichzeitig die für die Verwendung in der Bürsten industrie wichtige Schlitzfähigkeit zu erreichen, wie sie beispielsweise PVC- BQrston schon erzielbar ist, Polystyrol'

hat nämlich verschiedene für die Bürstenindustrie wertvolle

Eigenschafteno.nämlich eine sehr gute Wasserbeständigkeit

und den Vorzug eines sehr niedrigen Rohmaterialpreises.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen

daß dem etwa in Granulatform vorliegenden nicht modifizierten

Polystyrol vor der Verarbeitung auf der Strangpresse ein

Po.lyolefin- insbesondere Polyaethylen in einer Menge von

0,,5 bis 20. vorzugsweise vor 2 bis 8 Gewichtsprozenten, gege-

benenfalls unter Zusatz von Gleitmitteln und!oder Farbe, bei-

gemischt wird. Als Gleitmittel können ül.erbei die für diesen

Zweck bekannten Stoffe, Fette" .Wachse auch A==Wachs) und

Stearate dienen, wie insbesondere Magnesiumatearat. Es sei

in diesem Zusammenhang besonders betonte daß es sich hier um

eine echte Mischung und nicht etwa um ein Co- oder Misch-

polymerisat handelt.

Dabei besteht sowohl die Möglichkeit, das Polyaethylen in

Granulatform als auch in Pulverform beizumischenewobei es "

weiterhin zweckmäßig ist, wenn die Mischdauer, z.B. in

einem Taumelmischer, ca. 30 Minuten beträgt.

Schließlich ist es weiterhin zweckmäßige wenn die Monofile

nach dem Extrudieren bei einer Temperatur zwischen 100o und

1350 i:u Verhältnis von 1 : 8 bis 1 @. 11 verstreckt

werden.

Nach diesem Verfahren hergestellieBorsten besitzen je nach

ihrem Verstreckungsgrad eine Dehnungselastizität von bis zu

40 % und sind schlitzfähig, d.h, sie lassen sich durch Klopf-

Bewegungen an ihren freien Enden aufspalten. Der Glaszustand

des Polystyrols, nämlich die Sprödigkeit und Brüchigkeit,

ist vollständig verloren. Das Produkt hat teilweise die

Dehnbarkeitseigenschaften des Polyaethylens angenommen; während

die Steifigkeit und Wiederaufrichtungstendenz des Polystyrols

voll erhalten geblieben ist. Das Produkt hat auch den weiteren

Vorteil, daß es auf den gebräuchlichen und üblichen Produktions-

anlagen für Monofile verarbeitet werden kann, ohne daß etwa

Spezialreckwerke erforderlich wären.

Das Mischen des Polystyrol-Granulates mit dem Polyaethylen

geschieht in dieser Weise" indem man beide Komponenten in

üblicher' Weise in einen Mischer (Taumeimischer) einfüllt,

in dem gleichzeitig noch ein Gleitmittel und Farbe zugegeben

werden können Nach einer Mischdauer von etwa 30 Minuten kann

das Gemisch der Strangpresse zugeleitet und in bekannter Weise

zu Borsten verarbeitet werden. Anschließend wird wle üblich

verstreckt und auf Längen geschnittene

Die Aufspaltung des einen Endes der gawonnexien Borsten in

ihrer Längirichtung geschieht durch Schlag- oder Klopfbehand-

lung,, und es entsteht eine solch: Vielzahl von Spalten; daß

man -aus den eräindungsgemäß hergestellten Polystyrol--Bai.^sten

solche mit einer sogenannten sea_dex-.welchen Schlitzfahne ge-y

minnen kann, wie sich dies auf bekannte Weise bei Poly=-

vinylchlorid-Borsten erreichen läßt,

Die so erzeugten Borsten haben beispielsweise gegenüber

Borsten auf Basis von-Polyvinylchlorid den Vorteil eines

günstigeren spezifischen Gewichtes. AuL%erfem sind sie im

Gegensatz zu Borsten aus Polyvinylchlorid überraschenderweise

kochfest.

Beiiel I

Einem handelsüblichen;, nicht modifiziertan Polystyrol in

Granulatform, vorzugsweise mit einem k-Wert von 60 wurden

handelsübliches Niederdruck-Polyaethylen in Granulatform

in einen Taumelmischer eingebracht. Dann wurde der Mischer

angestellt. Es wurde 30 Minuten lang gemischt. Dann wurde

das Gemisch mit Hilfe einer üblichen Strangpresse zu endlooon.

Drähten extrudiert. Das extrudierte Produkt wurde in Glykol .

von 123C im Verhältnis 1 : 8 vorstreckt. Die nach der Vbr";-

wf

streckung anfallenden Borsten hatten einen Durchmesser von

0,20 mm.-Die so gewonnenen Borsten ließen im Normalzustand'

noch eine Dehnung von 40 % zu. Außerdem ließen sie sich auf-

einer üblichen Schlitzmaschine mühelos an ihren Enden auf-

spalten- und zwar ergaben sich 20 bis 30 Spaltungen beim

Schlitzen. Diese Borsten hatten gute Sprungelastizität,, eine

gute Wiederaufri(htungstendenz und eine gute Knickfestigkeit.

Beispiel II

Ein genau dem Beispiel I entsprechendes Gemisch wurde auf

einer üblichen Strangpresse extrudiert und das Produkt eben#

falle bei 123°C verstreckt. Das Streckverhältnis betrug je-

doch 1 : 1 1 - Die so gewtxtn#,nen Dorstgn wiesen gegenüber Beispiel I

eine erheblich verbesserte schlitzfähiwkeit und eine erhöhte

Reißfestigkeit auf; allerdings ging die Dehnbarkeit im Normal-

zustand auf etwa 10 % zurück.

w ri;

Beispiel III

Einem nicht modifizierten Polystyrol in Granulatform mit, dem

k-Wert von E0 wurde ein Niederdruck--Polyaethylen in

in der in Beispiel I genannten Weise zugesetzte Dieses Geaü's c

wurde,wiq in Beispiel I beschrieben@zu Borsten verarbeitet.

Die so gewonnenen Borsten wiesen gegenüber den nach Beispiel I

gewamnen Borsten keine Veränderungen auf.

Beispiel

Ein nach Beispiel III hergestelltes Gemisch wurde nach Bei-

spiel II zu Borsten verarbeitete die so gewonnenen Borsten

wiesen gegenüber den nach Beispiel II hergestellten Borsten

keine Veränderungen auf,

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Verfahren zur Herstellung von knick- und bruchfesten, dehnbaren Moonofilen auf Basis von Polystyrol, insbesondere zur Herstellung schlitzfähiger Borsten, dadurch gekenn- zeichnet, daß dem etwa in Granulatform vorliegenden nicht modifizierten Polystyrol vor der,Verarbeitung auf der Strang- presse ein Polyolefin, insbewndere Polyaethylen in einer Men= ' ge von 0,5 bis 20, vorzugsweise von 2 bis 8 Gewichtsprozenten, gegebenenfalls unter Zunatz von Gleitmitteln und/oder Parbee- beigemischt wird. Verfahren nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap dem nicht Modifizierten Polystyrol Polyaethylen.in Granulatforn beigemischt wird. -'. Verfahren nach Anspru#:h 1, dadurch gekennzeichnet, das :Xef nicht modifizierten Polystyrol Polyaethylen in PulveirfQ beigemischt Wird. Verfahren nach einem dler Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn-.- zeichnet, daß die Niechdauer, z.B. in einem ?,laumelmischtr', ca. 30 Mixtuten beträgt. '

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekAnn zeichnet, daß die Monofile nach dem Extrudieren bel einer Temperatur zwischen 100o und 135o C im Verhältnis von 1 : 8 bis 1 : 11 veratreckt werden.