DE2420407A1

DE2420407A1 - Formkoerper und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2420407A1
Application number: DE2420407A
Authority: DE
Inventors: Eugene Wainer
Original assignee: Horizons Research Inc
Current assignee: Horizons Research Inc
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1974-11-14
Also published as: US3889039A; JPS5013432A; GB1465955A

Description

DlpL-lng, P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dlpl.-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

TELEFON «β!» ²^^{34 β} FBANKFURT AM MAIN

287014 . GR. ESCHENHEIMER STRASSE 38

Case: My Docket 73/5 Wd/Sch

HORIZONS RESEARCH INCORPORATED 23800 Mercantile Road Cleveland, Ohio 44122 U.S.A.

Formkörper und Verfahren zu deren Herstellung

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung von synthetischen Harzen, insbesondere auf die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften sowohl von Homopolymer!säten, * wie Polyalkylen-(z.B. Polyäthylen-)terephthalate^ Polyolefinen, Polyamiden, Polymethylmethacrylaten, Polysulfonen, Polyvinylharzen, wie PVC, und Polystyrolen, als auch von Mischpolymerisaten, wie die sogenannte ABS-Gruppe von Kunst-. Stoffmaterialien, wofür Acrylnitril-Butadien-Styrol typisch ist, sowie von thermoplastischen Elastomeren, wie die Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren-Mischpolymerisate, wobei die Verbesserung durch die Einverleibung einer speziellen Art von anorganischen kristallinen Materialien als Keimbildungsmittel in den Polymerisaten und das Formen des Polymerisats durch Strangpressen oder Spritzgießen oder andere geeignete Verfahren erreicht wird.

Sie Eigenschaften und das formpressen können durch Zugabe von speziellen Materialien, die die Kristallisation des Polymer!-, sats in der gewünschten Weise beeinflussen, noch weiter verbessert werden.

Sie Verwendung von Keimbildungsmitteln zum Modifizieren der kristallinen Struktur von kristallisierbaren Polymerisaten ist bekannt und wurde in den U. S.-Pa tent Schriften 3 367 926 und 3 585 264, in den Britischen Patentschriften 1 104 089 und 1 102 844 und in anderen Literaturstellen beschrieben· Es wurde gefunden, daß die Verwendung derartiger Mittel oft nicht zufriedenstellend ist, insbesondere wenn sie Polyalkylenterephthalaten, wie Polyethylenterephthalat en, einverleibt werden.

Es wurde außerdem gefunden, daß die erwünschte Verbesserung nur dann erreicht werden kann, wenn es sich bei dem Keimbildung smittel um ein anorganisches kristallines Keimbildungsmittel mit speziellen Eigenschaften handelt.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von kristallinen Keimbildungsmitteln von spezieller Form und speziellen" Abmessungen der Einheit zur raschen Initiierung; Katalyse und . schnellen Portpflanzung der Kristallisation von Polyalkylenterephthalaten aus der Gruppe: Polymethyl en-, Polyäthylen-, Polybutylen- und Polypropylen-Polyalkylen-terephthalate, unter besonderer Berücksichtigung der Polyäthylenterephthalate.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Keimbildungsmittels, das durch äußere Einwirkung in die gewünschte Richtung orientiert werden kann, so daß erreicht werden kann, daß das keimgesteuerte und katalysierte Kristallwachstum des Grundpolymerisats in einer gewünschten Richtung stattfindet, um eine maximale gewünschte Festigkeit zu erhalten.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von zusätzlichen Orientierungsmitteln, die man besser als "Ausrichtungsmittel" ("sweeping agents") für die Keimbildungsmittel bezeichnen sollte und die die Orientierung der Keimbildungsmittel und das darauffolgende Kris tall wachstum des PoIyalkylenterephthalats in einer kürzeren Zeitspanne und mit größerer Sicherheit ermöglichen, als wenn man sich vollständig auf die Wirkung der äußeren Kräfte auf die Keirabildungsmittel selbst verläßt.

Erfindungsgemäß kann auch eine Kombination der Keimbildungsmittel zur Beschleunigung des Kristallwachstums von Polyalkylenterephthalaten, der "Ausrichtungsmittel" und von faserartigen Füllstoffen verwendet werden, die bekanntlich den thermoplastischen 7menr Festigkeit verleihen; diese faserartigen Füllstoffe werden in zerkleinerter ("chopped") Form verwendet und stellen ein von außen wirkende Kraft solcherfäaß das Kris tall wachstum des Polymerisate durch die Kombination der Reaktionsteilnehmer nicht nur in der gewünschten Richtung hervorgerufen wird, sondern daß gleichzeitig auch die faserartigen Füllstoffe in gleicher Richtung ausgerichtet, werden.

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Die vorliegende Erfindung erlaubt außerdem ein Formpressen, Keimbilden und Orientieren von Polyalkylenterephthalaten, insbesondere von Polyäthyl ent ere phthal a ten, in Tem peraturbereichen von nur etwa 38⁰C bis 121 C, wobei jedoch die volle erreichbare Festigkeit der Formteile - unabhängig von der Formtemperatur - er hai ten bleibt,.und zwar durch eine Kombination von äußeren Orientierungskräften während des Form preßvorgangs, gegebenenfalls mit anschließendem Tempern bei Temperaturen deutlich unter der Glasübergangstemperatur.

Erfindungsgemäß können kontinuierlich stranggepreßte Platten, Filme oder Folien in jeder gewünschten Orientierung hergestellt, ohne daß dabei ein monoaxiales oder biaxiales Dehnen notwendig wäre, wobei jedoch trotzdem ein Kristallwachstum und eine Orientierung erhalten werden, die zu einer Festigkeit führen, die mit derjenigen vergleichbar ist, die durch Dehnen erreicht wird, und zwar mittels einer Eombinatxon von Keimbildung mit oder onne "Ausrichtungsmittel", wobei die Orientierung durch Anwendung einer äußeren Kraft erfolgt.

Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, zugegebene faserartige Verstärkungsmittel von relativ kurzer Länge in Abwesenheit der für Polyalkylenterephthalate beschriebenen Keim Erdungsmittel durch Verwendung einer Kombination der vorgenannten "Ausrichtungsmittel¹¹ mit besonders,festen, kurzen

(Maschinen; Fasern, wie sie gewöhnlich zur Verstärkung von/Baukunststoffen* verwendet werden, in jeder gewünschten Richtung zu orientieren. Zu den Baukunst stoffen* gehören die oben beschriebenen Poly alkylenterephthalate, beispielsweise die folgenden: 1) der sogenannten ABS-Gruppe von Kunststoffmaterialien,

wofür Acrylnitril-Butadien-Styrol ein typisches Beispiel ist; 2) Polyäthylene; 3) Polypropylene; 4) Polycarbonate; 5) Polyamide; 6) thermoplastische Elastomere, wie die Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren-Mischpolymerisate; 7) Polyvinylhalogenide und 8) Polysulfone.

♦"engineering termoplastic"

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Erfindungsgemaß werden auch Formen für Spritzgußverfahren geschaffen, bei denen die Anwendung von äußeren Kräften möglich

ist und bei denen die form aus einem nicht-magnetischen

in denen

Metall besteht und7ßaum für die Einführung von magnetischen Materialien vorgesehen ist, um die Anwendung von magnetischen Kräften auf die Form und deren Inhalt in einer vorbestimmten und gewünschten Richtung zu ermöglichen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Vorrichtungen zum Strangpressen von Filmen und Platten, wobei durch in eine gewünschte Richtung orientierte magnetische Kräfte eine Orientierung der Kristallisation in derartigen Filmen nicht nur in solchen Fällen erreicht wird, wo Keimbildungsmittel anwesend sind, sondern auch dann, wenn keine Keimbildungsmittel, jedoch magnetisierbar "Ausrichtungsmittel" und Verstärkungsmaterialien anwesend sind, die in einer gewünschten Richtung ausgerichtet werden können. Dadurch wird eine maximale Festigkeit erhalten.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Schaffung von regelbaren Mitteln zur gewünschten ausgerichteten Verstärkung von thermoplastischen Materialien durch die Anwendung von magnetischen Kräften, um den größten Vorteil von einer derartigen ausgerichteten Verstärkung zu haben, gleichgültig, ob diese Verstärkung Keime für das Kristallwachstum des & therinoplastisclien Materials enthält oder nicht und zwar durch Verwendung von magnetisier baren faser artigen Verstärkungsmaterialien, die zu der Zusammensetzung gegeben werden.

Im Falle von Polyalkylenterephthalaten werden die speziellen Keimbildungsmittöl erfindungsgemäß in einer ausreichend hohen Konzentration zu der Zusammensetzung gegeben, so daß sie sowohl mit als auch ohne Anwendung von äußeren Kräften als keimbildende mineralische Füllstoffe wirken können, um eine große Festigkeit und gute mechanische Eigenschaften, eine Erleichterung des Formpressens und eine hervorragende Oberflächenqualität in vereinfachten Preßformen zu erreichen, ohne daß dazu die Zugabe

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von faserartigen Verstärkungsmaterialien, die normalerweise für diesen Zweck verwendet werden, notwendig ist.

Die Zeichnungen, die den Gegenstand der yorliegenden Erfindung weiter erläutern sollen, stellen das folgende dar:

Figur 1 ist eine Längsansicht, teilweise im Querschnitt, einer Vorrichtung zur Durchführung der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 ist eine ähnliche Ansicht wie Figur 1 "bzw. eine Modifikation von die ser;

Figur 3 und 4- sind Läng san sieht en im" Querschnitt, die zwei

verschiedene Möglichkeiten zur Schaffung des gewünschten magnetischen Feldes in der Vorrichtung zeigen;

Figur 5 ist die Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines* rohrförmigen Produkts, wie eines Autoreifens; und

Figur 6, 7, 8 und 9 sind schematische Darstellungen zur

Illustrierung der Orientierung der verschiedenen Be- · standteile im Endprodukt»

Figur 1 gleicht der Darstellung in der U.S.-Patentschritt Hr. 2 849 312. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, umfaßt die Vorrichtung eine Form 10, deren Wände einen hohlen Zylinder oder eine andere geeignete Form bilden. Die Form ist mit einer Einlaßdüse 12 und einer Auslaßöffnung 13 versehen, durch welche im Falle einer Überbeschickung der Überschuß an Formmasse entfernt wird. Die Vorrichtung zum Füllen der Form stellt die Strangpreßform 14 dar, die mit einer Schnecke 15 versehen ist, um eine Mischung von Polymerisaten und ausgewählten Zusätzen durch eine öffnung 16 zu pressen, die der Einlaßöffnung 12 der Form 10 angepaßt ist. Der Teil 18 ist dazu vorgesehen, um die Strangpreßvorrichtung mit der Einfüllöffnung 12 zu koordinieren. Die Form 10 besteht entweder aus einem nichtmagnetischen Material oder bus einer Legierung, die mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen ist.

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2A2Q4Q7

Die Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes von. geeigneter Stärke und Intensität für.die Form und deren Inhalt umfaßt eine Spanmmgsquelle 20, die an eine Induktionsspule angeschlossen ist, die die Form 10 umgibt. Die Spule 22 ist derart konstruiert, daß die Form entlang einer Längsachse geöffnet werden kann, um die Formteile rasch zu entfernen. Diese elektrische Spule enthält jeweils einen automatischen Kontakt-Unterbreehungs-Mechanismus, so daß die Spule "bei Bedarf im rechten Winkel zu der Richtung der Wicklung geöffnet werden kann; derartige Kontakt-Unterbrechungs-Meehanismen sind bekannt und leicht erhältlich und ermöglichen eine leichte Trennung der Form von der Spule.

Die magnetischen Kraftlinien sind durch die unterbrochenen Linien 30 schematisch dargestellt.

Figur 2 ist eine Abwandlung von Figur 1 und zeigt eine Möglichkeit, wie diese magnetischen Linien gesteuert werden können. Die gezeigten magnetischen Felder verstärken die Kräfte, die beispielsweise in dem Bereich 40, wo die zwei Arme des "T" sich überschneiden, vorhanden sind.

Die Figuren 3 und 4 veranschaulichen die Anbringung von Dauermagneten 50, die an geeigneten Stellen in die Formwand eingebaut sind. Die Verwendung von Dauermagneten bietet gegenüber der Verwendung einer gespeisten elektrischen . Spule den Vorteil, daß ein nicht-magnetisches Metall für die Bestandteile der Form verwendet werden kann und daß kein Isoliermaterial, wie eine keramische Beschichtung oder ein Keramikkörper, notwendig ist. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, kann man im wesentlichen jede Richtung von Magnetkraftlinien erhalten, indem man die Dauermagneten entsprechend anordnet. Die Anzahl, Stärke und Anordnung dieser Magneten kann je nach dem gewünschten Magnetfeld variiert werden.

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In Figur 5 ist eine magnetisierte Form dargestellt, in der der Querschnitt eines rohrartigen Produkts, wie eines Autoreifens, zu sehen ist. Es ist zu erkennen, daß die in Figur dargestellten Kraftlinien im rechten Winkel zu der Richtung verlaufen, in welcher sich der Reifen bei Benutzung bewegt, was erwünscht ist und zur Orientierung in der erfindungsgemäßen Weise ausgenutzt werden kann, um in einer Weise, die in der Richtung der Verstärkung praktisch mit den inzwischen bekannten Gürtelreifen identisch ist, eine maximale Verstärkung zu erreichen. Die in Figur 5 verwendeten Zahlen zum Bezugszeichnen der verschiedenen Teile stimmen mit den in den vorangegangenen Figuren verwendeten Zahlen überein. Die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform kann durch die Anbringung von Dauermagneten in der gleichen Weise wie in Figur 3 und 4 abgewandelt werden

Die Figuren 6, 7, 8 und 9 zeigen eine grob achematisierte Darstellung der Struktur von thermoplastischen Baumaterialien, die in verschiedenen Formen die Keimbildungsmittel 60, die orientierten Polymerisötskristalle 70, die- infolge der Orientierung der Keimbildungsmittel in eine bevorzugte Richtung gebildet worden sind, und die "Ausrichtungsmittel" eines nicht-metallischen Materials, die die erwünschte Orientierung der Keimbildungsmittel unterstützen, umfassen . Die Kombination von magnetischer metallischer Verstärkungsorientierung 90, "Ausrichtungsmitteln" 80 und Keimbildungs-

_unterstutzt
mitteln 60/die gewünschte Orientierung der Keimbildungsmitteln und die gleichzeitig erfolgende Orientierung und Bildung der Polymerisatskristalle dabei, gleichgültig, ob das Keimbildung smittel ferromagnetische Eigenschaften aufweist oder nicht. In Figur 9 ist nicht nur dargestellt, wie die Keimbildung smittel und die Polymerisatkristalle, die daraus gebildet werden, in eine gewünschte Richtung orientiert werden können, sondern es wird darin auch der bedeutende Vorteil dargestellt, den die Verwendung von zusätzlichen Verstärkungen außerhalb der Orientierung der Polymerisatskristalle bringt, indem man eine Kombination Ton magnetischen Fasern 100 und nicht-magnetischen Fasern 100' verwendet. Dabei werden die

magneti-

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_ 9 —

sehen Fasern infolge des "bestehenden magnetischen Feldes, das auf faserartige magnetische Materialien einwirkt, in der richtigen Richtung orientiert, die dann ihrerseits die nicht-ferromagnetischen Fasern in die gewünschte Richtung ausrichten. Dieser Kombinationseffekt findet unabhängig davon statt, ob die Keimbildungsmittel magnetisierbar sind oder ni cht.

Die magnetischen Kraftlinien in den Figuren 6 bis 9 verlaufen in den darin angezeigten Richtungen und zeigen, wie Keimbildung smittel in eine gewünschte Richtung orientiert werden können, unabhängig davon, ob diese Keimbildungsmittel ferromagnetisch sind oder nicht.

Aus den Figuren 2, 4- und 5 geht hervor, daß diese Kraftlinien, das Wachstum der Polymerisatskristalle und die Richtung der Anordnung der verschiedenen Fa server Stärkung smittel in jeder gewünschten Richtung verändert und ausgerichtet werden können, indem das Magnetfeld entsprechend angelegt wird.

Im folgenden wird jede erfindungsgemäße Komponente im einzelnen besehrieben.

A) Keimbildungsmittel und Kristallwachstumspromotoren für Polyalkylenterephthalate

Die Kristallstruktur eines Polymerisats (die im allgemeinen durch dessen chemischen Aufbau bedingt ist) bestimmt gewöhnlich, ob die physikalischen.Eigenschaften des Polymerisats durch eine Erhöhung der Kristallinitat in diesem Polymerisat durch mechanische Orientierung und/oder durch Beschleunigung des Kristallwachstums während der Herstellung verbessert werden können. Im allgemeinen wird die Kristallstruktur des Materials annähernd durch Messen der verschiedenen Zellabmessungen wie die Länge der Kristallachsen und die Winkel, die bestimmte Kristallflächen, welche durch die Kristallachsen begrenzt v/erden, zueinander aufweisen, bestimmt. Kristalline Polymerisate,

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wenigstens eine Achse aufweisen, die viel länger als die anderen Achsen des Kristalls ist, sind für eine Verbesserung ihrer physikalischen Eigenschaften durch ein Orientierungsverfahren am empfänglichsten. Kristalline Polymerisate, die in diese Gruppe fallen, sind im allgemeinen triklinisch oder weisen eine ganz ähnliche Morphologie auf, die als monoklinisch bezeichnet wird. Biese Systeme wiesen, normalerweise eine Zellausdehrtung auf, die sich von den anderen /beiden stark unterscheidet. Außerdem sind die Winkel, die durch die verschiedenen Längen der verschiedenen Kristallachsen zwischen/der Flächen des Kristalls bestimmt werden, in dem monoklinisch-triklinischen System ebenfalls sehr unterschiedlich voneinander.

Die Polyalkylenterephthalate und insbesondere die Polyäthylenterephthalate fallen in diese Kategorie. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, ist die Achse c bei Polyäthylenterephthalat etwa doppelt so lang wie die Achse a und b, während der Winkel beta in diesem im wesentlichen triklinischen Kristall größer als sowohl Winkel alpha oder gamma des Kristalls ist. Die monoklinischen und triklinischen kristallographischen Systeme

eng miteinander verwandt und können manchmal nicht voneinander unterschieden werden. Das monoklinische System umfaßt alle Formen, die drei ungleiche-Achsen haben, wobei eine der Achsen schräg verläuft. Zu den triklinischen Systemen zählen all diejenigen Formen, die drei ungleiche Achsen haben, wobei alle Schnittlinien schräg sind. Die vertikale Achse wird bei. beiden Systemen im allgemeinen als die Achse c bezeichnet. In beiden Kristallsystemen wird der Winkel zwischen den Achsen a und c mit beta bezeichnet. Bei beiden Systemen kann die relative Länge der Achsen a und b gleich oder verschieden sein, aber auf jeden Fall ist bei beiden Systemen die Länge der Aohse c größer als die von a oder b. Während diese Art von ungleichförmiger Kristallstruktur allen Polyalkylenterephthalaten aus der Gruppe: Polymethylen -Polyäthylen -Polypropylen-und PoIybutylenterephthalate gemeinsam ist, ist die Länge der Achse c bei Polyäthylenterephthalaf am größten. Daher erhält man also mit Orientierungsverfahren bei Polyäthylenterephthalaten die

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größte Wirkung, obwohl auch bei anderen Polymerisaten dieser Gruppe ähnliche Effekte erzielt werden können, wenn auch in -

etwas-geringerem Maße. ■.

Es wurde gefunden, daß bestimmte Kristalle des monoklinischen Systems,die gewisse Ähnlichkeiten mit den Abmessungen und Winkeln der Polyalkylenterephthalat^, insbesondere von PoIyäthylenterephthalat, aufweisen,, nicht nur als ein sehr starkes Keiinbildungsmittel für das Kristallwachstum in diesen Polymerisaten unter bevorzugten Arbeitsbedingungen wirken, sondern außer der sehr raschen Initiierung des Kristallwachsturns ebenso stark das Ausmaß der Entwicklung der Kristallinitat in dem Polymerisat beschleunigen. Bei identischen Arbeitsbedingungen kann ein gewöhnliches Polyäthylenterephthalat beispielsweise einen Kristallinitätsgrad von im wesentlichen weniger als etwa 20 % haben. Solche Materialien besitzen eine niedrige Zugfestigkeit und eine außerordentlich hohe Dehnung. Wenn die Kristallinität auf etwa 20 bis 50 # erhöht wird, wird die Zugfestigkeit drastisch erhöht, der Dehmmgsgrad wird vermindert und die physikalischen Eigenschaften allgemein verbessert. Außerdem wird das spezifische Gewicht von Polyäthylenterephthalat allgemein von normalerweise etwa 1,31 bis "1,34 auf etwa 1,39 bis 1,44 erhöht. Wenn eine ansonsten identische Probe von Polyäthylenterephthalat, unabhängig von der Quelle des Materials, die dieses niedrige spezifische Gewicht, die niedrige Zugfestigkeit und außerordentlich hohe Dehnung aufweist, in genau der gleichen Weise/^eEanaef^wiii^voÜF^edoch ein kleiner Anteil eines geeigneten Keirabildungsmittels verwendet wird, so erhöht sich die Kristallini tat auf etwa 30 $> und mehr, das spezifische Gewicht wird auf etwa 1,39 bis 1,45 erhöht, die Zugfestigkeit wird drastisch erhöht und die Dehnung vermindert. Andere physikalische Eigenschaften, wie die Biegefestigkeit und Kerbzähigkeit, werden ebenfalls verbessert.

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Es wurde gefunden, daß Keimbildungsmittel aus der Gruppe der monokiinischen Kristalle, die eine Achse c aufweisen, die sich von der Länge der Achse c von Polyalkylenterephthalat um höchstens etwa 10 % unterscheidet, einen Winkel beta haben, der sich um höchstens etwa 20 # von dem Winkel beta von Polyalkylenterephthalat unterscheidet, und bei denen.sich vorzugsweise eine der übrigen Achsen in der Länge um nicht mehr als etwa 20 # von der Achse a oder b unterscheidet, stets als starke initiatoren für die Kristallisation (d.h. Keimbildung) und außerdem auch als starke Promotoren für eine umfangreiche Kristallisation bei dieser Art von Polymerisaten wirken. Diese Übereinstimmung von Zellabmessungen und Zellwinkeln scheint für das Material eine notwendige Toraussetzung zu sein, um in der Gruppe von Polyalkylenterephthalat-Kunststoffen als Keimbildungsmittel und Promo tor für das Kristallwachstum zu wirken, und insbesondere scheint der oben genannte Grad der Übereinstimmung von Abmessungen und Winkeln notwendig zu sein.

Diese Verbesserung der Kristallinität tritt unabhängig davon auf, ob das Material mechanisch in eine bestimmte Richtung verformt wird, was dem normalen Verfahren zur Orientierung und Verbesserung der Kristallinität entspricht, das normalerweise in Abwesenheit eines Keimbiidungsmittels angewendet wird.

Keimbildungsmittel, die den. morphologischen und Kristallabmessungseigenschaften der obigen Beschreibung entsprechen, sind in der Tabelle 1 aufgeführt; alle diese Mittel haben sich als wirksam zur Keimbildung von Kristallisation und zur Fortpflanzung des Kristallwachstums erwiesen. Diese Portpflanzung des Kristallwachsturns findet entlang der Achse c von Polyalkylenterephthalat statt.

Versuche mit Kristallen in dem bevorzugten Teilchengrößenbereich, die sich von den vorgenannten Bedingungen grundlegend unterscheiden, ergaben keine nennenswerte Wirkung hinsichtlich der Initiierung der Kristallisation oder der Portpflanzung des Kristallwachstums über diejenige hinaus, die normalerweise

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durch mechanische Orientierung erreicht würde. In einigen Fällen beeinträchtigen diese Kristalle, die nicht den beschriebenen Anforderungen entsprechen, nicht nur die Orientierung, sondern sogar auch die Portpflanzung des Kristallwachstums·

Alle in der !Tabelle 1 aufgeführten Keimbildungsmittel· kommen natürlich vor oder können entweder durch thermisclie- oder Hydrothermalverfahren oder Kombinationen von diesen, die bekannt sind, synthetisch hergestellt werden.

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tabelle 1

Kristallabmessungseigensehaften - Keimbildungsmittel zur Initiierung und Katalyse der Kristallisation von Polyelkylenterephthalaten.

Name

Zusammensetzung Zeilachsen
abc

Winkel beta

Polyethylenterephthalat

'Larnit

Epidot Piedmontit Phlogopit

Fluorο-phlogopit

Annit

Ferriannit

Fluoroannit

Fluoroferriannit

beta-Kalzium-orthosilikat

Ca₃Al₁^₅Pe_1>0(Si0₄)₃0H Ca₃Al₁^₅Pe₁ ₉ ₅(SiO₄) KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂

KMg₃(AlSi₃O₁₀)P₂ KPe₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂ KPe₃(PeSi₃O₁₀)(OH)₂ KPe₃(AlSi₃O₁₀)P₂

KPe₃(PeSi₃O₁₀)P₂ 4,56 5,94 10,75

6,76
5,63
5,70
9,2

9,2
9,4
9,4
9,4

9,28
10,19

9,41
10,3

10,14
10,30

10,34
10,21

9,4 10,30

118,0°

(alpha = 98,5°) =112,0°)

94,6° 115,4° 115,4° 100,2°

•100,0°

ioo,o°ro

101,0°

99,7

100,2⁽

Nr.

Fortsetzung von !Tabelle 1

Name

Zusamtnensetzung Zellachsen
abc

Winkel beta

CD CD OOj

Clinohumit Clinozoisit

Mangano-Piedmontit

4-Mg₂SiO₄MgP₂ Ca₂Al₃(SiO₄)OH

Ca₃Al₁^ 13,68 4,75 10,27
8,89 5,58 10,14

8,95 5,70 9,4

100,8' 115,9⁽

115,7*

242040?

In allen Fällen beträgt die wirksamste Teilchengröße für diese Art von Kristallen etwa 0,1 bis 3,0 Mikron. Me Materialien können nach bekannten Verfahren erfolgreich zu dieser Teilchengröße gemahlen werden..Die Menge an verwendetem Keimbildungsmittel liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0,01 bis zu etwa 5 #, wenn das Keimbildungsmittel nicht als mineralischer Verstärkungsfüllstoff verwendet wird, in welchem Pail eine Zugabe bis zu etwa 50 Gew.-# erfolgen kann. Es wurde gefunden, daß - je feiner die Teilchengröße des Keimbildungsmittels ist desto wirksamer das Keimbildungsmittel ist und desto niedriger die verwendeten Mengen sein können. Wenn das Keimbildungsmittel beispielsweise im Bereich von etwa 0,1 Ms 0,5 Mikron liegt, reicht eine Menge an Keimbildungsmittel von etwa 0,01 bis 0,1 $ aus, um damit den höchst erreichbaren Kristallisationsgrad zu erhalten. Wenn das Keimbildungsmaterial eine Teilchengröße von etwa 0,5 bis 1 Mikron aufweist, werden im allgemeinen wenigstens etwa 0,5 $> an Keimbildungsmittel benötigt, um eine maximale. Kristallisation zu erreichen, während bei Verwendung eines Keimbildungsmittels mit einer überwiegenden Teilchengröße von etwa 1 bis 3 Mikron bis zu etwa 3 #, in einigen Fällen sogar bis zu etwa 5 #, an Keimbildungsmittel benötigt werden, um eine maximale Wirkung damit zu erzielen. Wie bereits erwähnt, geben diese Bereiche die Mindest zugabe in Gew.-jS an, um eine angemessene Keimbildung zu erreichen. Bei mineralischen Füllstoffen sind viel höhere Zugabemengen erforderlich.

Um die Wirkung der Anwesenheit dieser relativ kleinen Menge an Keimbildungsmittel auf den Kristallgehalt der Polyalkylenterephthalate und insbesondere von Polyäthyienterephthalat, die _f ohne höheres Ausmaß an Orientierung durch mechanisches Dehnen hergestellt worden sind, nachzuweisen, werden im allgemeinen nicht-keimhaltige Polymerisate verwendet, die weniger als etwa 10 f> kristallines Material enthalten und gewöhnlich ein spezifisches Gewicht von etwa 1,30 bis 1,34 aufweisen. Bei ansonsten gleicher Behandlung wird durch die Zugabe der in Tabelle 1 aufgeführten bevorzugten Keimbildungsmittel in den als bevorzugt genannten Teilchengrößenbereichen die Kristallinitat auf

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etwa 30 # und mehr erhöht und das spezifische Gewicht auf etwa 1,39 bis 1,48 erhöht.

Einige der in der Tabelle 1 aufgeführten Keimbildungsmittel enthalten Eisen, und .zwar enthalten einige davon das Eisen sowohl in zwei- als auch in dreiwertigem Zustand. Diejenigen, die Eisen nur im dreiwertigen Zustand enthalten, sind schwach ferromagnetisch, während diejenigen, die Eisen sowohl in zwei- als auch in dreiwertigem Zustand enthalten, stärker ferromagnetisch sind. Bei diesen Arten von nadelkristallförmigen Keimbildungsmitteln, die sowohl zweiwertige Elemente, insbesondere Magnesium, und dreiwertige Elemente, wie Aluminium, enthalten, kann ein Teil oder das gesamte Magnesium durch zweiwertiges Eisen in der Struktur ersetzt werden, ohne daß dadurch die Kristallmorphologie gestört wird, und ein großer Teil des dreiwertigen Elements, gewöhnlich. Aluminium, kann durch dreiwertiges Eisen ersetzt werden, ebenfalls ohne die Kristallmorphologie dadurch zu stören. Durch dieses Ersetzen werden die ferromagnetischen Eigenschaften dieser nadelkristallförmigen Materialien gewöhnlich entlang der Achse c - stark erhöht. Ein kleiner, aber wichtiger Anteil des zweiwertigen Kalziums kann außerdem durch zweiwertiges Eisen ersetzt werden, und falls das Mineral auch ein dreiwertiges Aluminiumion enthält, kann ein Teil von diesem ebenfalls durch ein dreiwertiges Eisenion ersetzt werden, wodurch die ferromagnetischen Eigenschaften gleichfalls erhöht werden. Palis sowohl zwei- als auch dreiwertige Ionen anwesend sind, besteht eine weitere Möglichkeit, die ferromagnetischen Eigenschaften zu verbessern, darin, einen Teil des zweiwertigen Ions durch ein Kobaltion zu ersetzen, eine Möglichkeit, die mineralogisch und durch die Herstellung von synthetischen Kristallen erprobt wurde, während gleichzeitig ein Teil des dreiwertigen Aluminiums durch dreiwertiges Eisen ersetzt wird. In gewissem Maße wirkt sich auch Mangan derart vorteilhaft aus, und es kann dem Keimbildungsmittel als Einzelelement zugegeben werden, um die zwei- und dreiwertigen Ionen zum Teil zu ersetzen, wodurch die ferromagnetischen Eigenschaften beträchtlich erhöht v/erden.

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Yon den in der Tabelle 1 aufgeführten Keimbildungsmitteln bieten alle mit Ausnahme von zweien, nämlich Fr. 2 (Larnit ) und Nr. 12 (Clinozoisit ) die Möglichkeit des Ersetzens durch zwei- und dreiwertiges Eisen, um die ferromagnetische. Eigenschaften zu verbessern, was erfindungsgemäß - wie später nock beschrieben wird - außerordentlich wichtig sein kann.

B) Erfindungsgemäß verwendbare polymere Materialien.

Der Einfachheit halber kann man die erfindungsgemäß geeigneten Rohmaterialien in zwei Gruppen einteilen. Zu der ersten Gruppe gehören Polyalkylenterephthalate* die aus verschiedenen Quellen und in verschiedenen Arten erhalten werden können, und die zweite Gruppe ist die allgemeine Gruppe von Baukunststoffen, zu der unter anderem die Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kunststoffe, Polyäthylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polyamide₅ thermoplastische Elastomere, wofür die Styrol-Butadien-Mischpolymerisate ein Beispiel sind, Polyvinylchloride und Polysulfone zählen.

Die Polyalkylenterephthalate werden im allgemeinen durch eine Kondensationsreaktion zwischen einem geeigneten Glykol und entweder Terephthalsäure oder Dimethylterephthalat hergestellt. Die Reaktion wird normalerweise so lange fortgeführt, bis ein Molekulargewicht von wenigstens etwa 15.000 erreicht ist. Im allgemeinen werden Polymerisationshilfen, wie Antimonverbindungen, gewöhnlich das Acetat, gegebenenfalls zusammen mit Zinkverbindungen, ebenfalls gewöhnlich das Acetat, in kleinen Mengen verwendet, sowie Mittel zur Verhinderung der Zersetzung des vollständig gebildeten Polymerisats durch Einwirkung von hohen Temperaturen. Diese Mittel sind gewöhnlich Materialien, wie Aryl- und Alkylphosphite, beispielsweise Triäthylphosphit und/oder Tricresylphosphit. Die gewünschte Endform wird dann direkt vom Reaktionsgefäß hergestellt, um Material in Form von Platten, Filmen, Folien, Fasern oder Pellets zu erhalten, wobei das letztgenannte Material für Spritzgußverfahren verwendet

* sowohl mit niedrigem als auch mit hohem Molekulargewicht ■'- ■ 409846/1000

werden kann. Wenn direkt eine Platte oder Paser hergestellt . wird, kann die Platte biachsial orientiert werden, um Uas spezifische Gewicht, die Kristallisation- und Zugfestigkeitseigen-. schäften zu verbessern, während die Fasern in der Richtung des Strangpressens gedehnt werden können, um ein Maximum an Zugfestigkeit entlang der Länge der Fasern infolge der Kristallorientierung zu erhalten. In anderen Fällen kann das Material ohne mechanisches Dehnen stranggepreßt werden (dies ist gewöhnlich bei den Methylen- und Butylenarten der Fall), um einen Film oder eine Folie zur Verwendung als Verpackungsmaterial zu erhalten. In allen Fällen ist das Molekulargewicht relativ niedrig, der Kristallinitätsgrad übersteigt selten 20 # und liegt im allgemeinen wesentlich unter diesem Wert, und das erhaltene Produkt ist durchsichtig.

Es fällt eine große Menge an Abfallmaterial an, und zwar entweder te&l der Herstellung oder beim Verbraucher, insbesondere i

vo Form von Fasern, ob sie nun als Spinngarne oder zur Herstellung/ Reifenkord verwendet werden, und in Form von Polyäthylenterephthalätfilmträgern, die heute gewöhnlich als Standardträger für fotografischen Film verwendet werden. Alle diese Abfallmaterialien können in relativ reiner Form wiedergewonnen werden, indem fremde Materialien, wie Gelatineemulsionen und Unterschichten, die bei fotografischen Filmen verwendet werden, sowie Knöpfe, Reißverschlüsse und andere Fremdkörper, die bei Abfallfasern, gewebtem Stoff und dergleichen vorkommen, entfernt werden. '

Je höher im allgemeinen das Molekulargewicht und je höher das spezifische Gewicht des Polyäthylenterephthalat-Rohmaterials ist, desdo stärker neigt es im allgemeinen dazu zu kristallisieren, und desto leichter ist es, Gegenstände mit guten mechanischen Eigenschaften ufld insbesondere mit einer hohen Temperaturbeständigkeit herzustellen.

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C) Verfahren zum Einverleiben und Mischen von Bestandteilen.

Unabhängig von der Art des Polymerisats oder dessen Quelle werden die verschiedenen Bestandteile, vie die Stabilisierungsmittel gegen Zersetzung durch. Wärme oder ÜT-Strahlen, die Keimbildungsmittel der Tabelle 1, die Verstärkungsmittel in Faserform, die erfindungsgemäßen "Ausrichtungsmittel", Färbemittel und dergleichen, immer mit dem Polymerisat in geschmolzener Form gemischt. Das Polymerisat wird in Form von Flocken von kleinem Durchmesser oder in Pulverform verwendet und mit den verschiedenen angegebenen Mitteln in trockener Form gemischt und dann in eine Schmelz- und Mischkammer geleitet, die hauptsächlich aus einem hin- und hergehenden Schneckenmechanismus, der

einfach oder doppelt sein kann, besteht. Zweckmäßigerweise

s elin? scIdxisIX wird die stranggepreßte Mischung stark abgekühlt, nachdem sie 7 aus der Kammer entfernt worden ist, in Pellets von etwa 6 bis 13 mm länge zerhackt und mit einer einfachen oder doppelten hin- und hergehenden Schneckenvorrichtung nochmals in den geschmolzenen Zustand zurückgeführt, um ein vollständiges Vermischen aller Bestandteile sicherzustellen. Die Art, in der das Material anschließend weiter bearbeitet wird, hängt von dem Verwendungszweck und der vom Verbraucher gewünschten Form des Gegenstandes ab.

In der ersten Mischstufe werden die Materialien, die dem Kunststoff material gemäß dem Stand der Technik normalerweise zum Schutz gegen Zersetzung durch Wärme oder UV-Strahlen zugegeben werden, zusammen mit verschiedenen anderen Bestandteilen, die zur Keimbildung für das Kristallwachstum, die Förderung des Kristallwachstums und für andere Zwecke dienen, zugegeben.

D) Verfahren zur Orientierung.

Die Orientierung der Kristallstruktur und des den Formteilen zugegebenen Kristallmaterials wird durch die geregelte An-

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wendung von Magnetfeldern während des Formpreßverfahrens erreicht. Bei diesem Yerfahren können nicht nur die in der Tabelle 1 aufgeführten Keimbildungsmittel des Ferroraagnettyps in eine' gewünschte kristallographische Richtung orientiert werden, sondern die Polymerisatkristalle, die infolge der Anwesenheit dieser Keimbildungsmittel gebildet werden und wachsen, werden dann ebenfalls automatisch in der Orientierungsrichtung des ferromagnetischen Keimbildungsmittels, die durch Anwendung des Magnetfeldes in dem Formstück erzeugt worden ist, ausgerichtet.

Wenn man zusätzlich weitere kristalline Materialien zugibt, kann man erreichen, daß Keimbildungsmittel, die selbst nicht ferromagnetisch sind, durch die Zugabe von besonderen "magnetischen Ausrichtungsmitteln" in die gewünschte Anordnung und Richtung ausgerichtet-werden können, um dadurch das Kristallwachstum des keimhaltigen Polymerisats in der gewünschten Richtung zu ermöglichen. Durch die Ausführungsform mit diesem "Ausrichtungsmittel" kann nicht nur die Richtung des Kristallwachsturas des linearen Polymerisats selbst, sondern auch die Richtung des faserartigen Verstärkungsmaterials, das entweder nicht-magnetisch oder magnetisch sein kann, durch Anwendung von Magnetfeldern gesteuert werden.

Die Art der verschiedenen "Ausrichtungsmittel¹¹, ihrer Kombinationen und die verschiedenen Arten von nicht-magnetischen Verstärkungsmitteln, die durch die Anwendung geeigneter Magnetfelder wunschgemäß ausgerichtet werden können, v/erden im folgenden noch näher beschrieben. Zunächst wird einmal ein verallgemeinertes Verfahren, zur Anwendung der gewünschten Magnetfelder beschrieben.

Um die gewünschte Ausrichtung durch die Anwendung von Magnetkräften zu erreichen,werden der Hals - desjenigen Teils der Form, der direkt zu der Einspritzdüse führt, die das geschmolzene Material enthält, das zum Spritzgießen oder für andere Form-

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verfahren, wie die Herstellung von lasern oder Folien oder im Falle der Herstellung eines ungleichförmigen Formteils, wie eines Spritzgußformteils und eines ungleich gerichteten Teils verwendet wird - bzw. die Stellen -der Anwendung der Magnetkräfte so angeordnet, daß die Magnetkräfte in der gewünschten Menge und Richtung angewendet werden können.

,Bei Fasern und Folien ist es für die Anwendung dieser Kräfte im allgemeinen ausreichend, Dauermagneten in geeigneter Weise anzubringen, während hei Spritzgußformteilen entweder geeignet angebrachte Dauermagneten oder die Anwendung eines relativ starken elektromagnetischen Feldes notwendig sind.

Was speziell die Spritzgußverfahren betrifft, so wird dabei das geschmolzene Material formgepreßt, indem es aus der Kammer,, die das geschmolzene Material enthält, durch eine öffnung, die im allgemeinen als Formhals bezeichnet wir,d und die viele Formen haben kann, je nach der gewünschten Geschwindigkeit, mit der das geschmolzene Material in die Form eindringen soll,und nach der Kompliziertheit des Einzelfalles, eingespritzt wird, während die Orientierung und Ausrichtung der Kristallstruktur stattfindet.

Es wurde in dieser Beschreibung bereits erwähnt, daß in. den linearen Polymerisatzusammensetzungen bereits beginnende Kristalle vorhanden sein können, wenn sich diese linearen Polymerisate noch in relativ geschmolzenem oder flüssigem Zustand befinden, und diese beginnenden Kristalle können eine Länge von etwa 10 bis 150 £ haben. Selbst wenn dieses Material auf einen unterkühlten flüssigen Zustand gebracht wird, beginnt das Kristallwachstum und pflanzt sich rasch fort, insbesondere wenn geeignete Keimbildungsmittel anwesend sind. Die Schnelligkeit, mit der die Kristalle wachsen, hängt sowohl von der Anwesenheit der Kristallwachstums-Promotionsmittel, wie der beschriebenen Keimbildungsmittel, als auch von den Temperaturbedingungen ab, die den Kristallen ein schnelleres Wachstum ermöglichen, und im allgemeinen steht die Geschwindigkeit des Wachstums in einer

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gewissen Beziehung ζμ der Glasübergangstemperatur und den Zeitspannen, während der das Material die verschiedenen Stadien " durchläuft. Wie bereits erwähnt, findet im Falle der Anwesenheit von Keimbildungskräften eine schnelle Kristallisation im allgemeinen etwa bei der Glasübergangstemperatur statt, obwohl sie in einigen Fällen auch bei wesentlich darüber liegenden Temperaturen stattfinden kann. In dieser Hinsicht kann jede lineare Polymerisatzusammensetzung unterschiedlich reagieren. Bei Polyäthylen, das eine außerordentlich niedrige Glasübergangstemperatur hat, ist es-fast unmöglich, den amorphen Zustand beim Spritzgießen zu erreichen, unabhängig davon, wie schnell das Material formgepreßt und abgekühlt wird. Dieses Material geht vom vollkommen flüssigen Zustand innerhalb außerordentlich kurzer Zeit direkt in einen fast vollständig kristallinen Zustand über, ohne die Anzeichen eines imterkühltenzustandes aufzuweisen, in dem das Material alle Eigenschaften eines Feststoffes hat, jedoch noch keine Anzeichen für Kristallinität aufweist.

Dieser Umstand wird bei Formpreßvorrichtungen mit einem Hals ("throat design") ausgenutzt. Für die meisten Verwendungszwecke ist es im allgemeinen erwünscht, die Kristalle in einer parallel zur Bewegung des Materials durch den HaXs verlaufenden Richtung ausgerichtet zu haben, obwohl es in Ausnahmefällen erwünscht sein kann, daß die Ausrichtung der Kristalle im rechten Winkel zur Bewegung des Materials verläuft. Durch die geeignete Anbringung von Magneten kann diese erwünschte Ausrichtung leicht erreicht werden. Im Falle, daß die gewünschte Richtung oder Orientierung parallel zur Bewegungsrichtung der Flüssigkeit aus der Einspritzdüse verläuft, werden die Magneten zweckmäßigerweise ringförmig um die Einspritzdüse der Vorrichtung, die den geschmolzenen Kunststoff enthält, angeordnet. Dieser Ring wird dann am Körper des Halses angebracht, der selbst nicht magnetisch ist und zum Eingang der Spritzgußform führt. Dieser Eingang der Spritzgußform ist ebenfalls ringförmig oder ist

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in anderer geeigneter Weise geformt und ist aus magnetischem Material hergestellt, das in der entgegengesetzten Richtung zu dem ersten Magneten magnetisiert worden ist, so daß man die erforderliche Nord-Süd-Polung erhält. Ähnliche Grundsätze gelten auch für den Entwurf und die Herstellung der Form seihst, insbesondere dann, wenn das herzustellende Teil relativ klein ist. Um diese Bedingungen zu erreichen, werden die nichtmagnetischen !Peile des Halses und der Form aus nicht-magnetischen Metallen, wie Aluminium und dessen Legierungen, Kupfer und dessen Legierungen, Zink und dessen Legierungen und andere nicht-magnetische Legierungen, hergestellt. In der Form werden Schlitze vorgesehen, um vorgeformte Dauermagneten zur Erzeugung des gewünschten magnetischen Feldes darin unterzubringen. Die Stärke und Richtung des gewünschten Magnetfeldes kann leicht bestimmt werden, indem man Probemodelle der Form herstellt, im allgemeinen aus einem weichen Kunststoffmaterial, Stellen zum Anbringen verschiedener Dauermagneten vorsieht und dann die Richtung und Stärke des gewünschten Magnetfeldes aufgrund der Muster bestimmt, die durch in die Form gegebene Eisenspäne erzeugt werden. Diese Simulierungen reichen im allgemeinen für alle praktischen Anwendungszwecke aus, aber es können zusätzlich auch mathematische Berechnungen der Stärke und der Richtung der Magnetkräfte, die aufgrund der bekannten Eigenschaften entweder von Dauermagneten oder der Stärke von erzeugten magnetischen Feldern angewendet werden, vorgenommen werden.

Für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck sind im allgemeinen solche Dauermagneten geeignet, die eine Koerzitivkraft in Oersted, die im allgemeinen durch ⁿH " dargestellt wird, von etwa 1000 oder mehr aufweisen und bei denen im allgemeinen die Remanenz (im allgemeinen mit ¹¹B " bezeichnet) wenigstens etwa 1 000 000 oder mehr, vorzugsweise wenigstens etwa 2 000 000, beträgt. Dieses Produkt wird gewöhnlich durch die Formel (BH)_max oder durch (Gauss-Oersted χ 10" ) dargestellt. Es wird normalerweise als maximales.Energieprodukt und als Bewertungssahl

für die Bestimmung des Verhaltens des Dauermagneten bezeichnet. '-·- 409846/1000

Wenn man dieses Produkt mit dem Paktor 10 multipliziert," erhält man handhabbare Zahlen, aus denen hervorgeht, daß eine Zahl von wenigstens 1, vorzugsweise von mehr als 2,0, für "dieses maximale Energieprodukt die bevorzugte Reihe von Dauermagnetmaterialien bestimmt.

Zusammensetzungen, die in diese Kategorie der verwendbaren Dauermagneten fallen, sind die sogenannten "Alnicos", hei denen es sich gewöhnlich um Legierungen von Aluminium, Nickel und Kobalt mit kleineren Anteilen an anderen Metallen, wie Kupfer, Titan und Mob handelt; die "Vicalloys", die Legierungen von Kobalt und Vanadium sind; und keramische Magneten, die unter dem Markennamen "Perroxdur" bekannt sind und die aus Bariumferriten bestehen. Kobalt-Seltene-Erden-Magneten sind. besonders wirkungsvoll.

Eine Art von Dauermagnet, "der nicht den oben ausgeführten Beschränkungen unterliegt, der jedoch aufgrund seiner relativ niedrigen Remanenz eine häufige Polarisation benötigt, ist die Legierung, die mit dem Markennamen "Silmanol" bezeichnet wird und bei der es sich um eine Legierung aus Aluminium, Silber und Mangan handelt. Dieses Material ist deshalb von Interesse, da es, wenn es einmal in der entsprechenden Richtung richtig magnetisiert worden ist, eine außerordentlich hohe Koerzitivkraft aufweist.

Bei diesen und anderen magnetischen Materialien und Magnetfeldern, die in diesem Abschnitt der Beschreibung erwähnt werden, muß der Curie'sehe Punkt wesentlich über der Höchsttemperatur liegen, der der Magnet ausgesetzt wird. Alle hier beschriebenen Materialien fallen in diese Kategorie. Der Curie'sehe Punkt ist die Temperatur, bei welcher das Material beginnt, seine Magnetkraft ziemlich rasch zu,verlieren,und bei der es im wesentlichen unmagnetisch oder unfähig wird, ein magnetisches. Feld anzunehmen.

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Venn die Form relativ groß ist oder gewünscht wird, daß die Magnetkraft über eine relativ große Entfernung wirkt, dann wird Vorzugsweise ein Magnetkreis verwendet, wobei Abwandlungen . der" ÖJransformatortechnik zur Anwendung kommen, bei denen magnetische Materialien· mit hoher magnetischer Permeabilität verwendet werden, um die Kraftfelder zu bestimmen,- sobald auf diese Materialien mit hoher magnetischer Leitfähigkeit ein. geeignetes elektrisches Feld in einem Kreis angewendet wird.

Der Vorteil der Verwendung von Transformatorkreisen unter Verwendung von Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität und Anwendung von Stromkreisen besteht darin, daß diese Stromkreise nicht nur beliebig an- und abgeschaltet werden können, sondern daß sehr hohe Koerzitivkräfte erhalten werden (d.h.

starke Magnetkräfte infolge der außergewöhnlich hohen Sättigungs-

mit
flußdichte, die/die sen Materialien angewendet werden können).

Materialien, die in diese Kategorie fallen, sind im allgemeinen Legierungen von Eisen und Nickel, wie mit Silizium, Mangan, Chrom, Kupfer, Vanadium und/oder Molybden. Gereinigtes Eisen in Form von alpha-Eisen oder ferritischem Eisen sind besonders geeignet. Alle diese Materialien haben einen Curie¹ sehen Punkt, der wesentlich über der Höchsttemperatur liegt, der die hier beschriebenen thermoplastischen Materialien während des Formpreßver fahr ens unterworfen werden.

Die Stärke des für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck geeigneten Magnetfeldes liegt im allgemeinen zwischen etwa 1 und 10 000 Gauss.

Die allgemeinen Verfahren zur Steuerung und Orientierung der Spritzgußform teile wurden bereits im einzelnen beschrieben. Im folgenden sollen noch die Verfahren zur Herstellung von in bestimmten Richtungen orientierten Fasern und Folien erläutert werden.

Im Falle von Fasern, wo ein Maximum an mechanischen Festigkeitseigenschaften parallel zur Länge der Fasern erwünscht ist,

besteht das gewöhnliche Verfahren zur Orientierung und Vachs-'~- 409846/1000

tumsbeschleunigung der Kristalle darin, ein Magnetfeld nicht nur in dem Stadium anzuwenden, in dem sich die Fasern-noch in halbflüssigem Zustand befinden, sondern auch in dem Stadium, in dem sich die Pasern noch inunterkühlter Form befinden, bevor sie den Höchstgrad an Kristallini tat erreicht haben. Im Falle der Herstellung von Polyäthylenterephthalat wird ein Abstand zwischen der Auslaßöffnung der Spinndüse und der Stelle, an welcher mechanische Dehnungs verfahr en angewendet, werden., voree-

■ DescErieben rst,

sehen, und zwar mit einer ähnlichen Anordnung wie sie vorher wobei der "Hals" der Spinndüse aus einem Dauermagneten oder einem magnetischen Material mit hoher Permeabilität besteht,wobei mittels Elektrizität .ein Magnetfeld erzeugt wird; daran schließt sich ein nicht-magnetisches Material an und im Anschluß daran wird durch einen Dauermagneten oder einen Magneten mit hoher Permeabilität in Zusammenhang mit einem elektrischen Feld von entgegengesetzter Polarität ein weiteres Magnetfeld erzeugt* so daß nicht nur die Keimbildung sm it tel, sondern auch die Kristalle selbst - infolge der anwesenden ausgerichteten Keimbildungsmittel oder anderer "Ausrichtungsmittel", die bereits beschrieben wurden - in paralleler Richtung zur Längsrichtung der Fasern ausgerichtet werden können. Normalerweise werden die Fasern auch mechanisch in paralleler Richtung zur Längsrichtung der Fasern gedehnt, um das Wachstum und die Orientierung der in dem Kunststoff enthaltenen Kristalle noch weiter zu verstärken.

Bei der Herstellung von Folien wird normalerweise ein monoachsiales oder biachsiales Dehnen durchgeführt, um das Material in der Richtung des Dehnens zu orientieren und damit die .mechanischen Eigenschaften der Folie zu verbessern. Durch Anwendung geeigneter Magnetkräfte in Anwesenheit eines geeigneten Keimbildungsmittels oder einer Kombination dieses Keimbildungsmittels und von "Ausrichtungsmitteln" beziehungsweise in Abwesenheit solcher Keimbildungsmittel, jedoch in Anwesenheit der "Ausrichtungsmittel", kann die Orientierung leicht

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lediglich durch Anwendung der Magnetkräfte erreicht werden. Wenn eine Orientierung plus Keimbildung angewendet wird, erhält man hervorragende mechanische Eigenschaften, ohne daß dazu die sehr komplizierten' "biaehsialen Dehnungs verfahr en notwendig wären, die normalerweise hei Materialien wie Polyäthylenterephthalatfolien oder allgemein bei Polyalkylenterephthalaten und in. solchen Fällen angewendet werden, in welchen die kristalline Struktur des linearen Polymerisats stark anisotrop ist.

Eine bedeutende Folge des Verfahrens der magnetischen Orientierung besteht darin, daß es möglich ist, das magnetische Feld in der Weise anzuwenden, daß die Orientierung im rechten Winkel zum Fluß des Materials, das in die Form eintritt, verläuft. Dies ist bei vielen Verfahren, wie beim Spritzgußverfahren von Elastomeren zur Herstellung von Reifen und anderen Arten von rohrförmigen Produkten, von besonderer . Bedeutung.

E) Erste Gruppe von "Ausrichtungsmitteln"

In Zusammenhang mit den Keimbildungsmitteln wurde bereits erwähnt, daß der Anteil in Gewichtsprozent, in dem diese Keimbildungsmittel wirksam sind, von der Teilchengröße abhängt und daß, je kleiner die Teilchengröße ist, desdo geringer die benötigte Menge ist. Die bevorzugte Teilchengröße liegt bei etwa 1 Mikron oder darunter, und bei dieser Teilchengröße liegt die benötigte Höchstmenge an Keimbildungsmittel zur __ . , , . , , inner Größenordnung γ,οη Erreichung der gewünschten Wirkung/etwa 1 trew7-5&. Wenn diese Keimbildungsmittel ferromagnetisch und gemäß der vorangegangenen Beschreibung für eine Orientierung durch Magnetfelder empfänglich sind, werden diese Materialien eine leichte Neigung zeigen, sich dicht bei der Quelle des Magnetfeldes anzusammeln. Diese Neigung kann durch die Geschwindigkeit, mit der das Material in die Form xuid durch den in die Form führenden Hals eingespritzt wird, verhindert bzw. vermindert werden. Die

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Präge des Ansammeins von Material nahe der Quelle der Magnetisierung in Bezug auf den Grad des Ferromagnetismus des in die Struktur eingebrachten Materials gewinnt in dem Maße an Bedeutung, in dem der Grad des Ferromagnetismus des zugegebenen Materials zunimmt.

Die hier beschriebene Gruppe von "Ausrichtungsmitteln¹¹ sind nicht-metallische, magnetisch hochempfindliche Materialien in Form von Uadelkristallen, die alle einen ziemlich hohen Curie'sehen Punkt aufweisen. Diese Materialien werden verwendet, um die Orientierung der Keimbildungsmittel in der gewünschten Richtung zu beschleunigen oder voranzutreiben. Sie sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

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-.30 T a b e lie

Gruppe 1 - "Ausrichtungsmittel" - magnetische Suszeptibi-' lität und Kristallstruktur

Oxyde von seltenen Erden außer La, Y und Ce

Phosphate von seltenen Erden außer La, Y und Ce

Pe₃O₄(Ac.)

Suszepti bilität 10~⁶ Erg	Kristall morphologie	nadel- kristali- förmig
1.960	hexagonal	Da
22.000	monoklinisch	ja
,18.000	monoklinisch	da
4.900	tetragonal	Da
4.560	hexagonal	Da
7.380	kubisch.	ja*
28.110	monoklin	ja
10.000 bis 100.000	hexagonal	ja -
25.000 bis 150.000	monoklin. oder Rhomboeder -hexa gonal-tetragonal	D"a
3.586	hexagonal	ja
8.600	kubisch	ja*
11.500	rhomboeder-förmig	ja
4.580	hexagonal	ja
14.100	tetragonal	ja
12.400	tetragonal	ja

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In Anbetracht ihres hohen Grades an Perromagnetismus und magnetischer Suszeptibilität läßt sich diese Art von "Ausrich- " tungsmittein" viel leichter in einem magnetischen PeId ausrichten als die relativ schwach ferromagnetischen Keimteldungsmittel, die in Tabelle 1 aufgeführt sind. Infolge dieser raschen. Ausrichtung neigen sie dazu, andere feste Materialien in die gleiche allgemeine Richtung auszurichten, die sie selbst infolge des Einflusses des magnetischen Feldes aufweisen. Es wurde gefunden, daß zur Erreichung einer maximalen Wirksamkeit dieser ""Ausrichtungsmittel" wenigstens das doppelte Voluraen^.^^ an "Ausrichtungsmitteln", bezogen auf dasjenige der Keimbildungsverwendet werden sollte. Da das spezifische Gewicht dieser "Ausrichtungsmittel" im allgemeinen etwa das ein- bis zweifache · des spezifischen Gewichts der Keimbildungsmittel beträgt, erzielt man im allgemeinen eine maximale Wirksamkeit, wenn man etwa die vierfache Gewichtsmenge dieser "Ausrichtungsmittel", verglichen mit den normalerweise verwendeten Keimbildungsmitteln, verwendet.

Wenn also ein Keimbildungsmittel mit einer Teilchengröße von etwa 0,1 bis 0,5 Mikron in gut kristallisierter Porm verwendet wird, läge die geeignete Menge an Keimbildungsmittel in dieser Teilchengrößenordnung bei etwa 0,01 bis 1 #; in diesem Pail würde die geeignete Menge an nadelkristallförmigen, magnetisch hochempfindlichen "Ausrichtungsmitteln", die zur Beschleunigung der Ausrichtung dieser Keimbildungsmittel, und der dadurch in der richtigen Richtung wachsenden polymeren Kristalle zugegeben werden, etwa die vierfache Gewiehtsmenge oder wenigstens etwa 0,04 bis 4 Gew.-# des Polymerisats betragen.

. ι-

Beim Prüfen der Materialien und Eigenschaften der in Tabelle aufgeführten "Ausrichtungsmittel" kann man zwischen den ferromagnetischen und paramagnetischen Eigenschaften dieser Materialien unterscheiden. Die ferromagnetischen Materialien weisen ' im allgemeinen eine ziemlich hohe magnetische Suszeptibilität auf, und ein wesentlicher Anteil der Magnetkraft bleibt zurück, nachdem das Magnetfeld entfernt worden ist - in unterschied-

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lichem Maße bei den verschiedenen Materialien und abhängig von dem relativen Grad von Paramagnetismus zu Ferromagnetismus. Allgemein gesprochen, neigen bestimmte Oxyde von Metallen wie Eisen, Chrom, Mangan und Kobalt dazu, stärker ferromagnetisch als paramagnetisch zu sein, während die Phosphate dieser Elemente sowie die Oxyde und Phosphate der seltenen Erden dazu neigen, einen hohen Grad-von Paramagnetismus aufzuweisen.

Materialien, die einen hohen Grad von Paramagnetismus aufweisen, verlieren jedoch - selbst wenn sie eine sehr hohe magnetische Suszeptibilität aufweisen und im Magnetfeld leicht ausgerichtet werden können - praktisch den gesamten Magnetismus, sobald das Magnetfeld entfernt'wird. Dies legt nahe, in welcher Weise diese "Ausrichtungsmittel" praktisch angewendet werden können. Wenn der Grad von Ferromagnetismus im Verhältnis zum Paramagnetismus des Materials hoch ist, so wird im allgemeinen die Verwendung magnetischer Wechselfeider bevorzugt, indem eine äußere Magnetquelle durch ein Medium

wird.

hoher Permeabilität angewendet 7 Dies führt zu einer bedeutenden Verminderung der Menge an Material, die sich in der Nähe des Ortes der höchsten Magnetisierung ansammelt. Außerdem unterstützt auch die Geschwindigkeit, mit der das Material in die Porm fließt, den Ausrichtungsvorgang, indem das Material, das dazu neigt, sich an den Stellen der höchsten Magnetisierung anzusammeln, von diesen Stellen weggestoßen und in dem herzu-

entsßr gehend en /Verhältnis
stellenden Stück im / verteilt wird. Dies ist automatisch der Pail, wenn eine kontinuierliche Faser oder Porm hergestellt wird, da die Herstellungsgeschwindigkeit dieser Fasern und Folien so hoch ist, daß die Neigung der magnetischen Teilchen, sich an den Stellen der* stärksten Magnetisierung anzusammeln, stark vermindert wird. Diese Neigung stellt ein ernsteres Problem dar, wenn Spritzgußformteile hergestellt werden. In diesem Fall reicht die Verwendung von magnetischen Wechselfeldern und ein rasches Füllen der Form aus, um das Problem zu beseitigen.

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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Verwendung dieser "Ausrichtungsmittel" die Ausrichtung der Keimbildungsmittel fördert, die wiederum die Ausrichtung der linearen Kristalle fördern, die von den kristallisierenden Polymerisaten erhalten werden, und man erhält dadurch eine wesentliche Verbesserung der physikalischen Eigenschaften in der gewünschten Richtung.

F) Zweite Gruppe von "Ausrichtungsmitteln"

Bei der zweiten Gruppe von "Ausrichtungsmitteln", die zur Unterstützung der Ausrichtung der ersten Gruppe von "Ausrichtungsmitteln" sowie der keimbildenden Kristalle selbst und eventuell auch zur Ausrichtung von nicht-magnetischen Verstärkungsmaterialien verwendet werden, handelt es sich um die Gruppe von mit Messing plattierten hoch leitfähigen ferromagnetischen Materialien in Form von kurzen Drähten. Diese Drähte haben einen Durchmesser von etwa 10 Mikron oder weniger und eine Länge bis zu etwa 100 - 2000 Mikron. Nach dem Stande der Technik ist es möglich, Drähte mit diesem Durchmesser herzustellen.. Von den Materialien dieser Gruppe werden solche ausgewählt, die eine höchstmögliche Permeabilität mit dem geringstmöglichen Restmagnetismus*verbinden. Es ist schwierig, sie zusammen mit Dauermagneten zu verwenden, die einen sehr hohen Restmagnetismus aufweisen, außer wenn die Fließgeschwindigkeit des Materials außerordentlich hoch ist. Wenn die Geschwindigkeit nicht sehr hoch ist, dann besitzen diese hoch leitfähigen ferromagnetischen Materialien eine starke Neigung, sich an der Quelle des stärksten Magnetismus anzusammeln und den Fluß und die Orientierung des erwünschten Produkts zu blockieren. Es werden daher oszillierende oder ¥_echselfeider verwendet, in denen das Feld rasch von der höchsten Intensität auf Nullintensität absinkt und dann wieder ansteigt. Man erhält gute Ergebnisse, wenn der Wechsel nicht öfter als etwa zwei- bis dreimal pro Sekunde-stattfindet. Bei ■ Materialien, die einen geringen Restmagnetismus aufweisen, verlieren die Drähte ausreichend an Magnetismus, so daß sie durch

Geschwindigkeit der Materialien, die eingespritzt werden oder sich in einem bestimmten Hohlraum bewegen, von den Stellen der

♦Remanenz

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stärksten Magnetkraft weggerissen werden können und dann, wenn sich in dem Hohlraum befinden, wieder die richtige Ausrichtung anzunehmen, ohne daß sie dazu neigen, sich an den Stellen des stärksten Magnetismus anzusammeln. Situationen dieser Art sind viel leichter zu steuern, wenn ein kontinuierliches Produkt, wie eine Faser oder Folie, hergestellt wird, als wenn ein abgeschlossenes Spritzgußformteil hergestellt wird. Im letzteren Pail sind außerordentlich hohe Einspritzgeschwindigkeiten "notwendig.

Ein Verfahren zur Erreichung dieser Bedingung besteht darin, einen Hals mit zwei Abschnitten zu verwenden. Der erste Abschnitt ist relativ eng, und in diesem engen Abschnitt können Dauermagneten verwendet werden, da das Material durch diesen engen Abschnitt außerordentlich schnell fließt. Danach erweitert sich der Hals wesentlich, und es werden nun schwächere " Magnetkräfte in Form von oszillierenden oder Wechselfeldern angewendet, wodurch die Neigung zum Ansammeln des Materials an den Stellen der stärksten Magnetisierung vermindert wird.

Durch diese Kombination von Fließgeschwindigkeiten, starken Magnetfeldern und oszillierenden Feldern wird eine gleichmäßige Verteilung des magnetischen Materials in dem Formteil erreicht.

Es wurde hinsichtlich der Orientierung des Kristallwachstums gefunden, daß bei richtiger Verwendung der'Jlusrichtungsmittel" viele Thermoplaste, insbesondere aus der Gruppe der linearen Homopolymerisate oder der linearen Gruppe allgemein, dazu neigen, außerordentlich schnell zu kristallisieren, und- daher ist es gewöhnlich nicht notwendig, die Kristallisation durch ein Keimbildungsmittel zu.initiieren und das Kristall wachstum zu beschleunigen. Es wurde außerdem gefunden, daß durch die Verwendung der "Ausrichtungsmittel" bei dieser Art von line_aren Homopolymer!säten und insbesondere bei Polyolefinen und in einem etves geringeren Maße bei Polyamiden ein überraschend hoher Grad an Orientierung erreicht wird, der sich in der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften in der Richtung der

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Orientierung ausdrückt, wenn entweder die in Tabelle 2 aufgeführten Materialien oder Kombinationen dieser Materialien und der in diesem Abschnitt beschriebenen Metalldrähte mit hoher magnetischer Permeabilität und relativ niedrigem-Restmagnetismus verwendet werden. Diese Materialien oder die beschriebenen Kombinationen bewirken anscheinend einen mechanischen Ausrichtungsvorgang, der auf die Kristallisationsrichtung · des Polymerisats einwirkt und die Kristallisation parallel zur Richtung der durch das Magnetfeld erzeugten Kraftlinien hervorruft.

Wie bereits erwähnt wurde, besteht eines der Probleme bei Verwendung von stark ferromagnetischen Materialien, wie Eisendrähten, zur Unterstützung der Ausrichtung darin, daß diese stark ferromagnetischen Materialien dazu neigen, sich in der Umgebung der Quelle des Magnetfeldes anzusammeln, was entweder dazu führen kann, daß der kontinuierliche Fluß des zu formenden Materials blockiert wird oder daß das Produkt ungleichmäßige Eigenschaften aufweist. Unter diesen Umständen· kann ein etwas anderes Verfahren zum Formpressen und Anwenden des Magnetfeldes

werden,

verwendet 7bei dem dieses Problem vermieden wird. Beim Spritzgießen wird das Polyäthylenterephthalatmaterial rasch in eine Hohlform eingespritzt, und zwar vorzugsweise bei oder wesentlich über der Glasübergangstemperatur, die bei etwa 120⁰C liegt, und unter dem Fließschmelzpunkt des Materials, der bei etwa 250 bis 290⁰C liegt. Während des Füllens der Form,- das so schnell wie möglich erfolgt und das -wenn der "Hals"ent sprechend beschaffen ist -im Falle von Formkörpern mit einem Gewicht von weniger als. etwa 140 - 170 g in weniger ■als etwa 1 Sekunde beendet sein kann*, wird kein Magnetfeld angewendet. Infolge des Kontakts des geschmolzenen Materials mit der gut wärmeleitfähigen Metalloberfläche des inneren Teils der Form bildet sich fast umgehend eine feste Haut, auch wenn sich diese feste Haut noch im unterkühlt en Zustand befinden kann. Sobald die Form gefüllt ist, wird dann ein äußeres Magnetfeld erzeugt, das fähig'ist, die stärksten anwesenden magnetischen Materialien auszurichten,·die dann wiederum auf die schwach magnetischen Materialien einwirken und diese ausrichten

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und diese wiederum die Keimbildungsmittel ausrichten; infolge der Anwesenheit der festen Haut -obwohl das Innere des Teils noch halbflüssig ist- erfolgt dies alles innerhalb sehr kurzer Zeit. Auf diese Art und Weise erfolgt die Keimbildüng,.Orientierung und Ausrichtung in dem Formkörper in der gewünschten Richtung und in dem gewünschten Umfang, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß sich Material an den Polen ansammelt, was den riclhtigen Fluß des Materials in die Hohlform ernstlich behindern könnte. Zur Erreichung des gleichen Zweckes können auch relativ kalte Formen verwendet werden, .wobei in diesem Fall noch kürzere Zeiten zwischen dem Füllen der Form und der Anwendung des Magnetfeldes benötigt werden, um den gewünschten Grad der Ausrichtung zu erreichen. Im Fall der Herstellung von Folien und Fasern kann das Magnetfeld angewendet werden, nachdem das Material aus derAus.trittsöffnung ausgestoßen worden ist, und da ein Luftzwischenraum besteht und sich die feste Haut fast unmittelbar nach dem Austritt bildet, sofern der Austritt in eine Atmosphäre oder Flüssigkeit erfolgt, die eine Temperatur wesentlich unter dem Schmelzpunkt hat, kann die gewünschte Ausrichtung in Anwesenheit selbst der stärksten ferromagnetischen faserartigen Materialien erfolgen .Dabeibesteht keine Gefahr, daß sich diese faserartigen Materialien an einer bestimmten Stelle des Produktes ansammeln, und zwar insbesondere

aufgrund der Tatsache, daß sieh das Faser- oder Folienmaterial während des Formens mit sehr hoher Geschwindigkeit an dem Magnetfeld vorbeibewegt, so daß die Verweilzeit außerordentlich kurz ist.

G) Faserartige Verstärkungsmittel

Obwohl in vielen Fällen verschiedene gemahlene Mineralien als Verstärkungsmittel für ein thermoplastisches oder sogar für ein hit ze hart bares Material verwendet werden können, werden normalerweise faserartige Verstärkungsmittel verwendet, diez.B.

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Glas-, Asbest-, Wollastonit- und/oder synthetische Keramikfasern umfassen. Diese synthetischen Keramikfasern werden manchmal Glaswolle genannt, und werden aus Zusammensetzungen hergestellt, die normalerweise nicht zur Herstellung von gewöhnlichem Glas verwendet werden. In vielen fällen sind sie feuerbeständigere Modifikationen von Hochtemperaturgläsern, und sie werden gewöhnlich nach einem Verfahren hergestellt, bei dem durch Blasen von Hochdruckdampf oder Luft durch den geschmolzenen Strom, der entsteht, wenn das Material aus dem Schmelztiegel gegossen wird, in welchem es zunächst geschmolzen worden ist, Fasern erzeugt werden.

Der Torteil der Verwendung dieser keramischen Fasern bei der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß diesen keramischen Fasern ein geringer Anteil an Eisenverbindungen einverleibt werden kann, ohne daß dadurch eine.bedeutende Verminderung ihrer Zugfestigkeit auftritt; dieser Anteil an Eisenverbindungen reicht aus, um die Fasern ferrromagnetisch zu machen, so daß sie selbst als "Ausrichtungsmittel" wirken, können.

Die Grundglasarten, die nach diesem Verfahren hergestellt

-, ·+. · -u * JT j ^Kalzium- . -, werden können, lexten sich von den grundlegenden Ansätzen, wie/ Aluminiumsilikat , Kalzium-Magnesium-Aluminiumsilikat, Aluminiumphosphat und dergleichen, ab. Durch die Abwandlung dieser Gläser können den keramischen Fasern magnetische Materialien von der in Tabelle 2 aufgeführten Art einverleibt werden, um einen bestimmten Grad an Ferromagnetismus und/oder Paramagnetismus zu erhalten, wodurch sie nicht nur als Verstärkungsmittel dienen, sondern sich auch selbst in einer gewünschten Richtung ausrichten können, um die physikalischen Eigenschaften in dieser Richtung zu verbessern. Auf diese Weise wirken die magnetisch modifizierten, synthetisch hergestellten keramischen Fasern nicht nur als "Ausrichtungsmittel¹¹, zur Unterstützung der Ausrichtung von nicht-magnetischen Keimbildungsmitteln, sondern sie können gleichzeitig auch selbst als faserartige Verstärkungsmittel wirken, die in der richtigen Richtung ausgerichtet sind. Diese Art von keramischen

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Fasern ist besonders nützlich, da der Grad von Ferromagnetische

und/oder Paramagnetismus in hohem Maße durch die Menge an Oxyden hoher magnetischer Suszeptibilität modifiziert

werden kann,

die· den Fasern einverleibt werden können., und alle in Tabelle aufgeführten Materialien in Form von Oxyden und/oder Phosphaten fallen in diese Kategorie.

Man erzielt jedoch eine weitere und noch wichtigere Wirkung, wenn es notwendig ist, ausschließlich nicht-magnetisehe Verstärkungsmittel zu verwenden.

Faserartige Verstärkungsmittel, die in die Kategorie von vollständig nicht-magnetischen Materialien fallen, können Glas-, Asbest-» Wollastonit-und synthetische Keramikfasern sein, die keine Elemente oder Anteile der in Tabelle 2 aufgeführten Verbindungen enthalten. Von diesen Materialien wird eine Art von Asbest, die als "flockiger Chrysotilasbest" ("fluffed ehrysotile asbestos") bezeichnet werden kann, bevorzugt.

Amphibolasbest ist dem Chrysotilasbest hinsichtlich der Wirkung etwas überlegen, aber in Anbetracht seiner Seltenheit und hohen Kosten wird er viel seltener verwendet als Chrysotilasbest. Während die meisten Arten von Asbest in sehr langer Form verfügbar sind, wird zur Verstärkung von Kunststoffsystemen am häufigsten gehackter Asbest in längen von etwa 3 bis 13 mm verwendet. Beim Zerhacken kann die Breite der einzelnen Faserbündel, die erhalten werden, von etwa 10 bis 200 Mikron schwanken.

Eine sorgfältige Untersuchung dieser gehackten Faserbündel hat ergeben, daß jede vermeintlich einzelne Asbestfaser aus vielen tausend oder mehr Fibrillen mit noch kleinerem Durchmesser besteht, und aus einer solchen Untersuchung geht hervor, daß die Breite der einzelnen Fibrillen nicht mehr als einige Moleküle beträgt. . -

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Da die Wirksamkeit der Verstärkung eines Pasermaterials in einer Kunststoffgrundraasse von der Oberflächengröße des Pasermaterials abhängt, wäre es von. großem Vorteil, wenn die gehackten Asbestfasern auf den kl einstmöglichen Durchmesser reduziert wären. Dies kann im Pail von Asbest erreicht werden, indem die gehackten Asbestfasern in sogenannte "Plocken"*umgewandelt werden. Zu diesem Zweck werden die Pasern in wenigstens das 10-fache, vorzugsweise das 100-fache, Volumen an destilliertem oder entionisiertem Wasser eingetaucht, das etwa 1 % eines Hetzmittels, wie Aerosol OT, das ein komplexes Hatriumsalz einer organischen Säure ist, enthält. Eine Viel-

entzahl von kationischen Netzmitteln,· die Alkalimetalle als Kation halten, sind für diesen Verwendungszweck geeignet. Die Mischung aus Asbest, kationischem Netzmittel und ent ionisiertem, destil-r liertem Wasser wird gründlich gerührt und dann wenigstens 24 Stunden lang, im allgemeinen bis zu 96 Stunden, stehengelassen. Während dieser Zeit zerbrechen die Faserbündel zu immer kleineren Pibrillen, bis eine Paser, die ursprünglich einen Durchmesser von einigen Mikron hatte, nun aus vielen tausend Pasern besteht, die einen Durchmesser von einem klein-' sten Bruchteileines Mikron haben, vährend die Länge unverändert bleibt. Danach wird das Wasser durch wiederholtes Waschen mit Alkohol entfernt, worauf noch - je nach der Art der später zugefügten oberflächenaktiven Mittel - Waschungen mit Kombinationen von Alkohol und Toluol und anschließend mit reinem Toluol folgen können. Während der letzten Stufen werden oberflächenaktive Mittel zugegeben, die an der Oberfläche der Asbestfasern adsorbiert f um Öiese Materialien mit dem polymeren System verträglich zu machen und die .Haftung des Asbests an den polymeren Komponenten zu -verbessern. Wenn das Polymerisat beispielsweise wesentliche Anteile an Hydroxylendgruppen enthält, so wird während der letzten Waschstufen ein kleiner Prozentsatz an Zitronensäure oder einer anderen organischen Säure zugegeben, um eine Bindung zwischen dem Asbest und dem Polymerisat zu erzeugen. Wenn ein Polymerisat Säureendgruppen, wie Carboxylgruppen enthält, dann, wird ein leicht basisches Material, wie ein organisches Amin, zugegeben, um den Asbest oberflächenaktiv zu machen. Diese oberflächen-

* "fluffed form" 409846/1000

aktiven Mittel zur Förderung der Bindung werden im allgemeinen in einer Menge von etwa 1 $, bezogen auf die Gesamtmenge an Ast»estflocken zugegeben.

Um den Grad der Flockung, die stattgefunden hat, festzustellen, braucht man nur das spezifische Schüttgewicht und die relative

r, , -ι 3J,., „,.... . , . · j, -, -. „„behandlung Zunahme des spezifischen Schuttgewichts infolge der Flockungszu messen, nachdem der Asbest gründlich getrocknet worden ist. Wenn man beispielsweise als Ausgangsmaterial 100 ecm normal gehackten Chrysotilasbest hat, nehmen diese 100 ecm nach einer geeigneten in den vorangegangenen Absätzen

beschriebenen Behandlung ein Volumen von etwa 1000 bis 5000 ecm ein. Eine mikroskopische Untersuchung, insbesondere von Materialien mit einem Höchstgrad an Flockung, ergibt, daß der Durchmesser der einzelnen Fasern.nun in einer Größenordnung liegt, die entweder nur Bruchteile eines Mikrons beträgt oder die unterhalb der Grenze des Auflösungsvermögens eines optischen Mikroskops liegt.

Diese Behandlung wird deshalb vorgenommen, da man dabei ein Produkt erhält, das eine außerordentlich niedrige Masse im Verhältnis zu seiner ursprünglichen Länge, die während des Flockens "beibehalten wird, aufweist, und infolge dieser außerordentlich niedrigen Masse kann es leicht durch die mechanischen Kräfte bewegt werden, die den Teilchen durch Verwendung der verschiedenen "Ausrichtungsmittel" verliehen werden können, welche durch Magnetkraft in die gewünschte Richtung ausgerichtet worden sind. Außerdem wird infolge der außerordentlich großen Oberfläche,die dieser geflockte Asbest aufweist, ein ungewöhnlich hohes Maß an Verstärkung bei einer relativ niedrigen Faserkonzentration erreicht. Venn daher im Falle von Fasern in ungeflockter Form, die normalerweise verwendet werden, eine Menge von etwa 20 bis 50 % zugegeben werden muß, um eine maximale Verstärkung zu erreichen, die bei einer Kombination von Verstärkungsfasern und einer thermoplastischen Grundmasse möglich ist, so erhält man gleiche oder sogar bessere Ergebnisse, wenn geflocktes Material in einer Menge von etwa 10 i> oder weniger verwendet wird.

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■Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß faserartige Verstärkungsmaterialien sowohl nicht-magnetischer als auch magnetischer Art verwendet werden können, um die Ausrichtungs- . eigenschaften der hergestellten thermoplastischen Materialien zu verbessern. Es können nicht nur synthetisch hergestellte Fasern, die eine Kombination von Ferromagnetismus und Paramagnetismus aufweisen, zur Erzielung einer maximalen Ausrichtung in die gewünschte Richtung verwendet werden, sondern auch nicht-magnetisehe Fasern, wie der oben beschriebene geflockte Asbest, können durch die Einwirkung von Magnetkräften auf andere in der Zusammensetzung anwesende faserartige, magnetische Materialien in die gewünschte Richtung gebracht werden.

H) Entwicklung verschiedener physikalischer Eigenschaften in Polyalkylenterephthalaten infolge von Abwandlungen der Formpreßbe dingung en

Es kann festgestellt werden, daß eine lineare Beziehung zwischen solchen leicht zu messenden Parametern, wie spezifisches Gewicht und relative Viskosität, und den Eigenschaften besteht, die die physikalischen Eigenschaften eines formgepreßten PoIyäthylenterephthalats bestimmen, wie Kristallinität und Molekulargewicht, Außerdem können alle physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Polyalkylenterephthalat und anderer linearer Polymerisate durch solche Maßnahmen, wie die Art der Hitzebehandlung nach der Polymerisation, die Wirksamkeit der Keimbildungsmittel zur Förderung der Kristallisation und der Erhöhung des Molekulargewichts, die Formpreßtemperatur und ähnliche Faktoren, wesentlich modifiziert werden. Wenn auch das Ausmaß der Modifikation bei den verschiedenen Polyalkylenterephthalaten unterschiedlich schnell und in unterschiedlichem Umfang erreicht wird, so verlaufen die Veränderungen, die infolge der Anwendung einer bestimmten Behandlung, insbesondere einer Hitzebehand- ' lung, Keimbildung und gewünschten und gesteuerteil Orientierung, erwartet werden können, im allgemeinen doch in der gleichen allgemeinen Richtung und erfolgen in einem ähnlichen Ausmaß,

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so daß man von jedem Mitglied der Gruppe der Polyalkylenterephthalate bei Anwendung von gleichen Behandlungen eine ähnlich verlaufende Veränderung erwarten kann.

Der wichtigste Einzeln-Parameter hinsichtlich der Entwicklung der gewünschten physikalischen Eigenschaften bei dieser Gruppe von Materialien ist vermutlich der Prozentsatz der Kristallinität.

I) Physikalische Eigenschaften von Polyalkylenterephthalaten infolge von Hitzebehandlung

Die physikalischen Eigenschaften der Polyalkylenterephthalate, insbesondere der Polyäthylenterephthalate, können durch die Anwendung von mechanischer Beanspruchung, solange sich die Materialien in unterkühlt er flüssiger Form befinden, weitgehend modifiziert werden, und sie scheinen noch empfänglicher für Modifikationen durch Hitzebehandlung zu sein, obwohl eine Kombination von Hitzebehandlung und mechanischer Beanspruchung einander ergänzen können.

Der wichtigste Parameter zur Bestimmung der Art der physikalischen Eigenschaften, die erhalten werden können, ist vermutlich der Grad der Kristailinität, was im vorangegangenen Teil der Beschreibung bereits näher erläutert worden ist.

Ein Verfahren zur Erhöhung der Kristallinität der Polyalkylenterephthalate und insbesondere der Polyäthylenterephthalate besteht darin, eine Nachkondensierung im festen Zustand durchzuführen, die gewöhnlich eine Hitzebehandlung bei Temperaturen von etwa 230 bis 25O⁰C in einem Vakuum von etwa 0,1 10 mm während einer Dauer von bis zu etwa 60 Stunden umfaßt Je nach Molekulargewicht und Kristallinitätsgrad des ursprünglichen Polyäthylenterephthalats, das der ITa chkonden eierung unterworfen wird, kann diese Vakuumbehandlung ein Im wesentlichen amorphes, nicht-kristallines J^eterial in ein Material mit einem viel höheren spezifischen Gewicht und verschiedenen

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~⁴³~ 2420A07

Kristall inität sgra den umwandeln.

Aus den Angaben der !Tabelle 3 geht die Wirksamkeit verschiedener Arten von Hitzebehandlungen auf die Kristall inität und die physikalischen Eigenschaften hervor. In diesen Fällen spielt nicht nur die vorhergehende Hitzebehandlung eine Rolle, sondern auch die Temperatur, bei der das Material formgepreßt der

^FormgeiTmg_unt.erworf en ■ ....,·.- , _Λ ,_τ , ϊ ^ /wirar Em^olyathylenterephthalat, das keiner Nachkondensieru nassbehandlung unterworfen worden ist, ist-beispielsweise im wesentlichen amorph und weist ein spezifisches Gewicht von etwa 1,335 und im allgemeinen eine Kristallini tat von weniger als etwa 5 $ auf. Durch Anwendung der hier beschriebenen Vakuumbehandlung können sowohl das spezifische Gewicht als auch die Kristallinität wesentlich erhöht v/erden, wobei das Ausmaß von der Länge der Behandlung in der Nachkondensierungsstufe im festen Zustand unter Vakuumbedingungen abhängt. Durch solche Nachkondensierungsstufen kann eine Kristallinitat von bis zu fast 100 $ erreicht werden, vorausgesetzt, daß eine ausreichende Menge an Stabilisierungsmitteln anwesend sind, um eine Wärme zersetzung zu verhindern. Durch Abwandlungen der Bedingungen der Nachkondensierung und anschließendes Spritzgießen können Formteile hergestellt werden, die eine Zugfestigkeit von etwa 560 kg/cm und eine Dehnung um etwa 300 $ aufweisen, was einem spezifischen Gewicht von etwa 1,35 - 1,36 und einer Kristall inität von etwa 15 # entspricht; die Zugfestigkeit kann sogar bis zu etwa 735 - 770 kg/cm , .die Dehnung etwa -250 # bei einer Kristall inität im Bereich von etwa 34 37 $> betragen.

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h	-■
I	ι _
O	/•δ C
ί	/oje
ω
	ι jb C
	/SS
I	[C
■■«■■

Zugfestigkeit

- 44 -

Ia tell e 5

Physikalische Eigenschaften verschiedener Polyalkylenterephthalate unter verschiedenen Bedingungen

. 560

PET

Handelsqualit.

700

560 735 595 630 · 700 735

Dehnung

^σ 3?ormtemperatur

300 250 200

75

300

50 300 750 250 250

Biegefestigkeit 840 840 1015 1155 875 1225 840 945 1155 1190

52⁰C 38⁰C 90⁰C 135 C 65°C 65°C 65°C 93°C 124°C 163^ÜC

Spezifisches
Anfangsgewicht

1,31 1,31 1,40

1,40 1,355 1,355⁽⁷⁾ 1,40⁽⁶⁾ 1,40 1,40 1,40

Verweilzeit in
Form (Sekunden)

20 20

20

20 20 . 20 20

Kristallinitat 4^

in Prozent <10 96 <10 % 28 Ji 37 % 15 3* 37 $ 15 % 23 $> 34- $ 37 ^ ro

Spezifisches
Endgewicht

1,30 1,30 1,375 1,40 1,355 1,40 1,35 1,37 1,38 1,40

* Handelsqualität (4,5,8)

(1) Polybutylenterephthalat

(2) Polymethylenterephthalat _(3) Polyäthyl enterephthalat

(4) Holländische Patentanmeldung Nr. 6 608 999 vom 27.2.1967.

(5) Holländische Patentanmeldung Nr. 6 515 106 vom 27.2.1967.

(6) Gemäß der vorliegenden Beschreibung hergestellt.

(7) Getemperte Probe - siehe Beschreibung.

(8) Holländische Patentanmeldung Nr. 6 617 992 vom 27.2.1967.

(9) Alle oben genannten Materialien enthalten 1 fo Tricresyl~ phosphit zur Wärmestabilisierung im geschmolzenen Zustand vor dem Spritzsgießen.

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Wenn man von Materialien mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,335 (vor allem einem amorphen, nicht kristallinen Material) ausgeht und dieses einer Nachkondensierung von 3Q Stunden Dauer "bei 23O⁰C in einem Vakuum .von 0,1 mm unterwirft, so erhält man ein. spezifisches Gewicht von etwa 1,40 - 1,42 und eine Kr ist all ini tat von etwa 28 $. Dieses Material war ursprünglich unter Verwendung von Antimonoxyd als Katalysator ohne Zugabe von speziellen Materialien-zur Verhinderung einer Wärmezersetzung bei der Naehkondensierung polymerisiert worden. Dagegen wurde ein Material, das eine Mischung von Zink" und Antimonverbindungen als Polymerisationskatalysator enthielt und dem Triarylphosph.ite als Stabilisierungsmittel gegen Wärmeζersetzung zugegeben worden waren, in der üblichen Weise polymerisiert, und es wurde die gleiche Art von Nachkon densierung angewendet, die in den in Tabelle 3 unter.4 und 5 angegebenen Literatur stell en beschrieben worden ist. Bei Anwen- * dung einer identischen Naehkondensierung wies diese Art von Polyester eine Kristallinität von 34 $ gegenüber den aufgezeichneten 28 % auf.

Der Grad der Kristallinität und die Art der physikalischen Eigenschaften, die infolge von Hitzebehandlungen bei jener Art von Polyäthylenterephthalaten erreicht werden können, die mit einer Kombination von Zink und Antimonsalzen als Katalysator in Anwesenheit von Arylphosphit-Stabilisierungsmitteln polymerisiert worden sind, sind hier bereits beschrieben worden. Wenn dieses Material unter den oben beschriebenen Bedingungen etwa 5 Stunden lang nachkondensiert wird, erhält man ein spezifisches Gewicht von etwa 1,355 bei einer Kristallinität von etwa 15 #, gemäß den Angaben in der Tabelle, wenn das Material in einer Form mit einer Temperatur von etwa 65⁰C spritzgegossen wird. Wenn das gleiche Material ebenfalls in einer Form mit einer Temperatur von etwa 65⁰C spritzgegossen und anschließend etwa 5 Minuten lang bei etwa 15O⁰C getempert wird, nachdem es aus der Form entfernt worden ist, erhöht sich das spezifische Gewicht von'1,355 auf 1,40, die Zugfestigkeit erhöht sich ebenfalls, und der Grad der Kristallinität steigt auf 37 #.

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Wenn PET nach dem Strangpressen plötzlich abgekühlt wird,
erhält man ein amorphes und durchsichtiges Mater.ial, was für ■ die Herstellung von durchsichtigen Folien erwünscht ist.
Solche Materialien haben eine Zugfestigkeit zwischen etwa
490 und 560 kg/cm und weisen im allgemeinen eine Dehnung von etwa 300 # auf. Palis dieses Material kurze Zeit bei etwa 150⁰C getempert wird, wie bereits erwähnt, dann wird es opak, das
spezifische Gewicht und die Kristallinität werden erhöht,
und die Zugfestigkeit liegt dann etwa zwischen 700 und 770
kg/cm , bei einer Dehnung zwischen etwa 50 und 300 #, je nach der Temperatur, bei der dieses Material getempert wird, und
dem spezifischen Gewicht und der Kristallinitat des Ausgangsmaterials. Durch diese Behandlung wird ein viel stärkerer Effekt · erzielt, wenn das Ausgangsmaterial ein relativ hohes spezifisches Gewicht hat, als wenn es ein niedriges spezifisches Gewicht hat, ob\TOhl in beiden Fällen eine Wirkung in der gleichen Richtung erzeugt wird. So kann man ein durchsichtiges, im wesentlichen amorphes Material mit relativ niedriger Zugspannung (etwa
560 kg/cm ) und hoher Dehnung (etwa 300 $) erhalten, wenn man Materialien mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,36 in
eine Form spritzgießt, die eine Temperatur von etwa 65°C oder weniger hat. Wenn dieses Material anschließend bei
getempert wird, wie oben beschrieben, so wird das spezifische Gewicht erhöht, der Grad der Kristallinität erhöht, die
Zugfestigkeit erhöht und die Dehnung etwes vermindert.

Verschiedene Arten von Hitzebehandlungen können also einen
tiefgreifenden Einfluß auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Formteilen, die aus Polyalkylenterephthalaten -und insbesondere Polyäthylenterephthalaten hergestellt worden sind, haben.

Der Wert, an dem die kombinierte Wirkung der verschiedenen
Hitzebehandlungen am deutlichsten erkennbar ist, ist der Grad · der Kristallinität, der wiederum nicht nur von. dem spezifischen Gewicht, sondern auch von defr relativen Viskosität abzuhängen

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scheint, die ihrerseits offenbar auch wieder vom Molekulargewicht abhängig ist.

Beispiele

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

Die Beispiele 1 Ms 10 sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt. Bei dieser Gruppe von Beispielen wurde das Polymerisat mit dem angegebenen spezifischen Anfangsgewicht mit dem Keimbildungsmittel und Tricresylphosphit unter einer Stickstoffdecke gemischt, während das Polymerisat in geschmolzenem Zustand gehalten wurde. Die für diesen Zweck verwendete Schmelztemperatur betrug etwa 260 bis 280⁰C, und zum Mischen wurde ein Hochintensitätsmischer vom Sigma-Typ (Pfleiderer~Miseher) verwendet. Ein Mischen von 3 bis 5 Minuten Dauer im geschmolzenen Zustand reichte aus, um den gewünschten Grad an Gleichmäßigkeit zu erreichen. Der Mischer war mit einem hermetisch verschließendem Deckel versehen, und die Verschlußdichtungen konnten einen Druck bis zu 70 kg/cm aushalten. Nachdem das Mischen beendet war, wurde die geschmolzene Mischung ausgestoßen und direkt in das Rohr einer hin- und hergehenden Schneckenspritzgußmaschine ("reciprocating screw injection molding machine") geleitet.

Die bei.verschiedenen Ausgangsbedingungen, wie spezifisches Anfangsgewicht und Formpreßtemperatur, erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Daraus geht nicht nur die starke Wirkung des Keimbildungsmittels hervor, sondern auch der Einfluß des spezifischen Anfangsgewichts und der Pormtemperatür auf die physikalischen Eigenschaften der Endprodukte, was mit den Angaben in Tabelle 3 übereinstimmt.

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Die folgenden , in Tabelle 4 nicht angegebenen physikalischen Daten sind von besonderem Interesse. Die physikalischen Eigenschaften der spritzgegossenen Struktur sind in etwa äquivalent - unabhängig von der Richtung - was darauf hinweist, daß keine bestimmte Orientierung stattgefunden hat. Die Kerbzähigkeit einer Probe ohne Keimbildungsmittel, insbesondere einer solchen,* die eine Kristallinität von 30 fo oder weniger aufweist, beträgt im allgemeinen etwa 13,825 bis 16,590 cmkg. Es ist jedoch interessant, daß - wenn bei solchen nicht-orientierten Proben die Kristallinität ansteigt - die Kerbzähigkeit ständig steigt bis zu einem Punkt, wo sie etwa 41,476 cinkg beträgt, während der Kristallinitätsgrad etwa 65 i° oder mehr beträgt.

Am bedeutendsten ist jedoch die wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik. In der holländischen Patentschrift Nr. 6 515 106 (Beispiel 5 in Tabelle 3) wird zum Beispiel angegeben, daß der Kristallinitätsgrad eines Polyäthylenterephthalats, das unter ähnlichen Bedingungen, wie sie hier beschrieben worden sind, nachkondensiert wurde; etwa 28 $> betrug und nach Zugabe von Kristallisatiionsbeschleunigungsflüssigkeiten und Keimbildungsmitteln auf 34 # anstieg, woraus zu ersehen ist, daß gemäß dem Stand der Technik die Zugabe von Kristallisationsbeschleunigungsflüssigkeiten und Keimbildungsmitteln nur einen verhältnismäßig geringen Einfluß auf die Kristallinität und die physikalischen Eigenschaften der Endprodukte hat. In den genannten Patentschriften wird jedo.ch nicht die Verwendung eines Wärme Stabilisierungsmittels beim nochmaligen Schmelzen angegeben, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, so daß sich die Daten nicht vollständig vergleichen lassen. Durch die Zugabe dieser Stabilisierungsmittel, kombiniert mit geeignet ausgewählten Formpreßbedingungen, lassen sich jedoch Kristallinitätsgrade in der gleichen Größenordnung, wie sie in der holländischen Patentschrift Nr. 6 515 106 angegeben werden, erreichen, ohne die flüssigen Kristallisationsbeschleunigungsmittel oder Keimbildungsmittel zu verwenden, die in der genannten holländischen Patentschrift in Tabelle 3 erwähnt werden. Noch bedeutender ist jedoch die

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- 5Q -

herTorragende Verbesserung der Kristallinitat, die durch die Verwendung eines geeignet ausgewählten Keimbildungsmittels "bei einem in geeigneter Weise wärmestabilisierten Polyalkylenterephthalat erreicht wird. Diese verbesserten Ergebnisse sind insbesondere aus den Kristallinitätsdäten.in Tabelle 4 zu ersehen.

Die Beispiele 11 bis 25 sind in der Tabelle 5 zusammengefaßt. 'Diese Materialien wurden in geschmolzenem Zustand mit den in Tabelle 1 aufgeführten Keimbildungsmitteln unter Zugabe von Tricresylphosph.it zu Stabilisierungszwecken gemischt, und zwar in der gleichen Weise wie in den in Tabelle 4 aufgeführten Beispielen, und dann ebenfalls in der bereits beschriebenen Weise spritzgegossen.. Im allgemeinen geht aus den Ergebnissen hervor, daß sich alle in dieser Beschreibung genannten Keimbildung smitt el zur Verbesserung der Kristallinität und der physikalischen Eigenschaften eignen. Es besteht jedoch die Tendenz, wenn auch nicht ganz deutlich, daß die Gleichheit der Winkel beta des Keiinbildungsmittels und des Winkels beta des Grundpolymerisats vermutlich eine wichtigere mitbestimmende Variable zur Verbesserung der Kristallinität und der physikalischen Eigenschaften ist als die erforderliche Ähnlichkeit verschiedener Zellachsen.

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...	Wirkung des Keimbildungsmittels von	PBT	2	Tab«	- 51 -	4	£	₅	6	physikalische	8	Eigenschaften	10	K)
	Beispiel Nr. .	52 1,31	PET	3 1 1 e		PMT	PET	PET	1	PET	2	PET	f £
	Art von Polyalkylen terephthalat	1,34 C1O #	121 1,31			121 1,31	38 1,355	66 1,355	PET	38 .1,400	PET	124 »1,400	' CD O
	.pJTormtempera tür ⁰C O «oSpezifisches Aus- °°gangsgewicht	22 $>	1,37	(Beta-Kalzium-orthosilikat) auf (\ 2) Polyalkylenterephthalaten^v ' '	1,37	1,385 15 %	1,395 15 %	124 1,355	1,420 37 $>	66 1,400	1,480 37 %
	^Spezifisches End- _»gewicht oAnfangs- okristallinität <	651	32 $>	.3	30 J6	30 ia	35 %	1,410 15 $>	48 $>	1,450 . 37 %	84 f
	Endkristallinität	170	728	PMT	770	700	770	43 Io	980	65 %	1330
Zugfeatigke it kg/cm	80	. 38 1,3t	60	200	150	875	150	. 1120	60
Dehnung %		1,34		100		100
	20 %
665
150

(1) In geschmolzenem Zustand unter Stickstoff vor dem Spritzgießen in das Polymerisat gemischt. Außerdem wurde.1 $ Tricresylphosphit zu Stabilisierungszwecken vor dem Schmelzen zugegeben.

Die Teilchengröße des Keimbildungsmittels beträgt 0,3 Mikron; die Menge an Keilübildüngemittel • beträgt für jedes Beispiel 0,1 Gew.-$ des Polymerisats.

	Wirkung der Keimbildungsmittel von	Keimbil dungsmittel von Tab. 1	(Proben formgepreßt	Menge	Tabelle	L	Eigenschaften von	Anfangs- kristall. - *	End- krist.	Zug fes tigk. kg/cm	PET	ro
		2	Teilchen größe Mikron	0,2	Tabelle 1 auf		20 Sekunden Verweilzeit)	37	63	1120		H" K) CD
	Beisp. Nr.	2	0,1	0,5	bei 163⁰C und	die physikalischen	spezif. Endge wicht	37	59	1085	Dehnung
	; 11	2 2	0,5	2,0 3,0	spezif. Anfangs gewicht		1,445	37 37	56 53	1050 1015	110	ro—j l
	:· ₁₂	4	1,0 2,0	0,5	1,400		1,442	37	48	980	125
	13 14	4	1,0	1,0	1,400	1,440 1,433	37	51	994	135 140
O co 00	15	5	0,5	1,5	1,400 1,400	1,420	37	56	1050	150
cn	16	6	0,3	1,0	1,400	1,430	37	50	987	150
—»	17	7	0,5	2,0	1,400	1,440	37	44	875	1Θ0
CD O O	18	8	1,5	3,0	1,400	1,425	37	39	770	125
	19	9	1,5	1>0	1,400	1,410	37	77	1260	200
	20	10	0,5	1,0	1,400	1,405	37	68	1155	250
	21	11	. 0,3	3,0	1,400	1,471	37	46	952	75
	22	12	0,2	1,0	1,400	1,456	37	54	1015	100
	23	13	0,5	1,0	1,400	• 1,416	37	63	1106	160
	24	0,5	1,400	1,475			135
	25	1,400	1,445	125
		1,400

Yakuum-hehandelt hei 23O⁰G, 10 Mikron Druck, 50 Stunden Dauer, vor dem Mischen im geschmolzenen Zustand mit den Keimhildungsmitteln (Polyäthylenterephthalat) und 1 $> Trieresylphosphit als Wärmestahilisierungsmittel. Das Mischen in geschmolzenem Zustand dauerte 3 Isis 5 Minuten unter einer Stick stoffdecke.

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■ - 54 -

Die Beispiele 26 bis 34 sind in der Tabelle 6 zusammengefaßt, und aus ihnen ist die Wirkung einer Kombination von Keimbildungsmitteln mit nicht-metallischen magnetischen "Ausrichtungsmit-teln" mit und ohne Magnetfeld ersißht.lich. Die Ausgangs-? materialien wurden wieder in der für die Beispiele der Tabelle 4 beschriebenen Weise gemischt und spritzgegossen.

Bei der Prüfung der vorliegenden Daten fällt auf, daß im Falle der Abwesenheit von Keimbildungsmitteln und nicht-met allischen magnetischen "Ausrichtungsraitteln" in dem

verwendeten normalen Polyäthyl ent er ephthala t die Anwendung eines Magnetfeldes so gut wie keinen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts hat. Die Anwendung eines Magnetfeldes auf ein Keimbildungsmittel mit magnetischen Eigenschaften und die vorteilhafte-Wirkung sind aus einem Vergleich der Beispiele 27 und 28 zu erkennen. Das Beispiel 29 zeigt, daß - wenn überhaupt - eine relativ geringe Verbesserung der physikalischen Eigenschaften erreicht wird, wenn " ein nadelkristallförmiges "Ausrichtungsmittel"- in Abwesenheit eines Keimbildungsmittels verwendet wird, und wenn auch. - wie das Beispiel 30 zeigt - unter diesen Bedingungen bei Anwendung eines Magnetfeldes eine Verbesserung erreicht werden kann, so ist diese jedoch relativ gering, was darauf hindeutet, daß sich diese nadelkristallförmigen "Ausrichtungsmittel" selbst unter den besten Bedingungen nur in geringem Maße als Verstärkungsmittel eignen. Wenn dagegen, wie in Beispielen 31 bis 34» Keimbildungsraittel mit den nicht-metallischen magnetischen "Ausrichtungsmitteln'* kombiniert werden, so erhält man bei Anwendung eines Magnetfeldes bedeutende Verbesserungen.

Zusätzlich zu den vorangegangenen Ausführungen wurde gefunden, daß die Eigenschaften stark in einer Richtung verlaufen. Die in. Tabelle 6 aufgeführten Eigenschaften verlaufen nicht nur parallel zur Richtung der Anwendung des Magnetf eldee, sondern' auch parallel zur lOrmpreßrichtung. Die KerJ»zähigkeit wird unter diesen iftoständen - verglichen alt der Kerb Zähigkeit eines ähnlichen Rohmaterials ohne Keimbildungsinittel und ohne

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"Ausrichtungsmittel" gemäß Beispiel 26 - erhöht, wenn sie im rechten Winkel zur Richtung des Magnetfeldes in der Richtung . des Formpressens gemessen wird. Außerdem wird die Zugfestigkeit im rechten Winkel zur Formpreßrichtung im allgemeinen um 10 bis 25 fo vermindert, während die Dehnung um 20 bis 50 $ erhöht wird, woraus die starke Wirkung hinsichtlich der Ausrichtung infolge der Anwendung der Kombinationen und Bedingungen gemäß den Beispielen 31 bis 34 hervorgeht.

Die Beispiele 35 bis 44 sind in der Tabelle 7 zusammengefaßt und zeigen die Wirkung verschiedener 3?a server Stärkungsmittel unter verschiedenen Bedingungen, und zwar entweder bei Abwesenheit von Keimbildungsmitteln ohne Magnetfeld, bei Anwesen- : heit von Keimbildungsmitteln mit Magnetfeld und in Kombination . mit den in Tabelle 2 aufgeführten "Ausrichtungsmitteln¹', oder bei Anwesenheit von Keimbildungsmitteln in'Kombination mit den in Tabelle 2 aufgeführten "Ausrichtungsmitteln¹¹ plus ml Messing plattiertem Drant in Alpha-ferrit-Zustand, gegebenenfalls in Anwesenheit von geflocktem Asbest.

plattierte Den Angaben dieser Tabelle ist zu entnehmen, daß messing-

Eisendrähte, selbst wenn sie in so geringen Mengen wie™ YoI.~$> anwesend sind, deutlich erkennbare Verstärkungseigenschaften besitzen und daß Asbest ebensolche Eigenschaften aufweist. Das wichtigste Ergebnis dieser Daten ist jedoch, daß - obwohl die in Tabelle 2 aufgeführte Gruppe von magnetischen "Ausrichtung smitteln" den Grad der Verstärkung in Anwesenheit von Keimbildungsmitteln wirksam verbessert - stärkere "Ausrichtungsmittel", wie alpha-Eisen, in dieser Hinsicht viel wirkungsvoller sind und daß insbesondere die durch Asbest erzielte Verbesserung bemerkenswert ist. Auch hier bewirkt die Anwesenheit eines Magnetfeldes wieder eine starke Ausrichtung der physikalischen Eigenschaften. In Abwesenheit eines Magnetfeldes, sind die physikalischen Eigenschaften in allen Richtungen etwa gleich, aber niedriger als die in der Tabelle 7 angegebenen Werte, da es sich dabei um die Werte handelt, die in einer Richtung parallel zur Richtung des Strangpressens und parallel

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zur Richtung der Anwendung des Magnetfeldes angegeben sind. Eine der wichtigsten Angaben in dieser Tabelle ist die Wirkung, die von der Anwesenheit der stark magnetischen "Ausrichtungsmittel" hinsichtlich der Verstärkung auf die physikalischen Eigenschaften der Proben ausgeübt wird, und zwar unabhängig von der Verstärkung, die durch die Keimbildung in .einer bestimmten Richtung erhalten wird, wobei es sich hier um eine Verstärkung handelt, die dadurch erreicht wird, daß die Asbestfasern in einer bestimmten, gewünschten Richtung angeordnet werden.

Die Wirkung von magnetisch orientierten und ausgerichteten Verstärkungen auf Polymerisate, bei denen es sich nicht um Polyalkylenterephthalate handelt, ist aus den Beispielen 45 bis 65 ersichtlich, die in der Tabelle 8 zusammengefaßt sind. Die zwei Arten von faserartigen Verstärkungen waren messing-plattiertes Ferrit - Eisen und geflockter Asbest. Gegebenenfalls können jedoch anstelle des Fe"rrit-Eisens auch magnetische Drähte, die stärker als Ferrit-Eisen und gegebenenfalls Messing plattiert sind, verwendet werden. Auch hier ist aus den Angaben der Tabelle wieder die bedeutende Verstärkungswirkung von messing-plattiertem Ferrit-Eisen ersichtlich, wobei wieder berücksichtigt werden muß, daß weniger als 2 Vol.-$ der Grundmasse verwendet werden. Es wurden durchweg wärmestabilisierte Grundkunststoffe verwendet. Die größte Wirkung wird mit einer Kombination von nlagnetischen Metalldrähten und geflocktem Asbest in einem Magnetfeld erzielt, wobei diese Wirkung höher ist, als wenn eines der beiden Materialien alleine^ verwendet wird oder wenn beide zusammen in Abwesenheit eines Magnetfeldes verwendet werden. Wenn die Mischung von magnetischen Drähten und Asbest mit dem entsprechenden, in der Tabelle angegebenen Kunststoff spritzgegossen wird, so sind die physikalischen Eigenschaften, die man in Abwesenheit eines Magnetfeldes erhält, nur wenig besser, als wenn man Asbest alleine in Abwesenheit der magnetischen Drähte und in Abwesenheit des Magnetfeldes verwendet.

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Tabelle

Wirkung von Keimbildungsmitteln plus nicht-metallischen "Ausrichtungsmitteln" (Tabelle 2) auf die physikalischen Eigenschaften von PET (Polyäthylenterephthalat)

Beisp. Keimbil- Teiler, dungs- chenmittel größe ν.Tab. 1 Mikron

Menge f

Ausrichtungsmittel

Teilchen größe Mikron

Menge 1° Pormpreßtemp.
66⁰C

Formpreßtemp.
163⁰C

Zugf. kg/cm Dehnung

Zugf.p
kg / cm

!Dehnung

26<²>	keines	-	-	keines	-	-	595
„(3)	10	0,3	1,0	keines	-	'—	805
₂₈(2)	10	0,3	1,0	keines	1,0	—	945
₂₉(3)	. keines	—	—	nadelkri- stallförm. Eisenoxyd	1,0	5,0	546
30<2)	keines	—		nadelkri- stallförm. Eisenöxyd	1,0	• 5,0	623
₃₁(2)	10	0,3	1,0	nadelkri- stallförm. Eisen oxyd	0,5	5,0	1120
₃₂(2)	10	0,3	1,0	Co^(PO.)p	1,0	4,0	1225
₃₃(2)	10	0,3	1,0	Gd₂O, Cm ^ .	0,5	6,0	1085
₅₄(2)	10	O 3	1,0	GdPO.	4,0	1190

300	735
200	1155
180 ■	■ 1470
210	665

300

170

763

1750

150	1890
180	1610
1.50	1680

250

100

80

180

250 70

60 70 70

(1) Polyäthylenterephthalat, 30 Stunden bei 239 C bei 10 Mikron im Vakuum behandelt.In geschmolzenem Zustand mit den oben genannten Mitteln sowie 1 io Iricresylphosph.it gemischt. ·

(2) Magnetfeld^ angewendet; 5000 Gauss, Wechselfeld. ·

(3) kein Magnetfeld angewendet.

Tabelle

	Beispiel Nr.	Wirkung von Verstärkungsmitteln unter yerschiedenen Bedingungen	Zusatzstoffe	Asbest ^u; Gew. -fo	Formpressen	bei 66⁰C	Formpressen	bei 163⁰C	■P- K) O ■P- O
	35		Eisen draht Gew. -fo	—	Zugfest. kg/cm	Dehnung	Zugfest. ■ kg/cm	Dehnung
	36 37 38	Grund material	10	10 .	609 ·	200	700	160
	39 40 41	Beisp. 29	10 10 10	30 10 30	686 1365 672	250 160 110	840 2030 840	200 70 140
409846	42·	» 30 H ₃₁ ti ₂₉	10 10 10	10	1078 896 1386	40 ' 140 110	1820 1260 2030	20 w CD 80. ι 60
/1000	43	it 29 » 30 » 30	10	30	1680	70	2520	30 ·
	44	it ₃₁	10	30	2100	• 50	2940	15
	" 31	-	994	80	1680	20
	ι· 29	(1) Alpha-Ferrit-Eisendraht, Messing γ - Länge 4,8 - 6,4 mm, Durchmesser 10 Mikron (2) Geflockter Asbest - Länge 1_t6 - 6,4 mm. (3) Wenn ein Magnetfeld angewendet wird, beträgt die Magnetflußdichte 10 Gauss.

Von besonderem Interesse sind die Beispiele Nr. 61 bis 65. . Bei diesem Material handelt es sich um ein thermoplastisches · Elastomer, bei welchem nach Anwendung der verschiedenen Arten von.Verstärkungsmaterialien nicht nur die Zugfestigkeitseigens.chaften verbessert wurden, sondern auch die elastomeren Eigenschaften erhalten blieben. Wenn also eine Belastung angewendet wird, um die Abmessungen des Formstücks zu verändern, so kehrt das Formstück in seine- ursprüngliche Form zurück, sobald die Belastung wegfällt. Wenn ein sehr hoher Anteil an magnetischen Drähten in Kombination mit Asbest bei einem der in Tabelle 8 angegebenen relativ schwachen thermoplastischen Elastomeren, nämlich Styrol-Butadien, verwendet wird, erhält man ein sehr starkes Elastomer mit ausgezeichneten Zugfestigkeitseigenschaften und einer guten Dehnung, wie aus der Tabelle her-j vorgeht, während gleichzeitig die elastomeren Eigenschaften erhalten bleiben.

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Tabelle

	Beispiel Nr.	Wirkung von	magnetischen	Orientierungsverstärkungen bei verschiedenen Polymeri säten.	Zusätze Eisendrahi	in Gew.-$ Z^ ' Asbest^	Zugfestig- N keit ' kg/cm	Dehnung	K) O
	45	Polymerisat- ■fcyp	Misch- und Einspritz temperatur	Form temperatur	-	-	490	15	CD
	46 47 48	ABS<¹>	232⁰C	121°C	10 % 10 %	20 % 20 %	1120 560 1470	4.0 15 10
"> CD CD CX)*	49'	It Il Il	tt Il Il	tt It tt	_	-	840	60 ,
CO	50	Nylon 6/6	293⁰C	121⁰C	-	20 %	1680	3,0 g¹
CD	51	It	tt	tt	10 %	-	910	50 '
CD	52	Il	It	It	10 %	20 %	2030	30
	53	Il	tt	H	-	-	630	120
	54	Polycarbonat	315°C	121°C	-	20 %	1750	2,0
	55	Il	tt	tt	10 %	-	770	80
	56	It	Il	tt	10 %	20 %	2310	60
	57	tt	Il	H	-	-	350	600
	58	Polypropylen	26O⁰C	121⁰C	-	20 %	840	80
	It	It	It

Fortsetzung Tabelle

Beispiel Polymerisat-Nr. ■ , typ

Misch- und Einspritztemperatur

Formtemperatur Zusätze in Gew.-%

Asbest

Zugfestig- Dehnung /₇\ keit_o % ^(:?) kg/cm²

O CO OO

59 60 61

62' 63 , 64 65

Polypropylen

Il

Styrol-Butadien

Il It 11 Il

26O⁰C

19O⁰C

Il It Il It

121°C

93⁰C

Il Il Il It

20 %

20 % 20 %

455	250
1400	80
140	1000
490	50
196	800
840	400
2520	80

(1) Acrylnitril-Butadien-Styrol.

(2) Wie in Tabelle 7 beschrieben (Magnetfeld, 10 Gauss).

(3) Wie in Tabelle 7 beschrieben (Magnetfeld, 10. Gauss).

(4) Thermoplastisches Elastomer.

Beispiel 66

Beispiel 8 wurde wiederholt, jedoch wurden 20 % Beta-Kalziumorthosilikat (Larnit) mit einer■durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 Mikron als Mineralfüllstoff zugegeben. In diesem Fall erhielt man nach dem Formpressen eine Zugfestigkeit von

ρ 1820 kg/cm bei einer Dehnung von 30 %.

Beispiel 67

Beispiel 10 wurde wiederholt, wobei jedoch 20 % Larnit mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 Mikron zugegeben wurden. Man erhielt eine Zugfestigkeit von 2380 kg/cm und eine Dehnung von 5 %.■

Beispiel 68

Beispiel 8 wurde wiederholt, jedoch wurden-35 % Larnit mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5-Mikron zugegeben, wodurch man eine Zugfestigkeit von 2380 kg/cm und eine Dehnung von 8 % erhielt.

Beispiel 69

Beispiel 10 wurde wiederholt, es wurden jedoch 35 % Larnit

mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 Mikron zu-

p gegeben. Man erhielt eine Zugfestigkeit von 29^0 kg/cm und

eine Dehnung von 3 %·

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Claims

Patentansprüche :

1. Formkörper aus synthetischem Polymerisat, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen umfaßt:

einen Körper aus einem linearen Polymerisat, das aus amorphem und.kristallinem Polymerisat besteht, und bis zu etwa 50 Gew.-~% an Teilchen eines festen, anorganischen, nadel-

förmigen Materials, das gleichmäßig in diesem Körper verteilt und in einer gewünschten Richtung orientiert . ist, wobei das anorganische Material aus Kristallen mit Achsen A, B und C besteht,und die Länge der Achse C dieser Kristalle um nicht mehr als etwa 10 % von der Länge der Achse C des kristallinen Polymerisats abweicht, während sich die Länge von entweder der Achse A oder B der Kristalle um nicht mehr als etwa 20 % von der Länge der Achsen A oder B des kristallinen Polymerisats unterscheidet und sich der Winkel zwischen der Achse A und der Achse C des anorganischen kristallinen Materials um nicht mehr als etwa 20 % von dem Winkel zwischen der Achse A und der Achse C des kristallinen Polymerisats unterscheidet.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des anorganischen,

Materials etwa 0,1 bis 3 Mikron beträgt.

3. Formkörper nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat ein Polyalkylenterephthalat aus der Gruppe: Polyäthylenterephthalat, Polypropylenterephthalat, PoIymethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat ist.

4. Formkörper nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das feste, anorganische, nadelkristallförmige Material ein Keimbildungsmittel, vorzugsweise.eine Silikatverbindung, ist.

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5. Formkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Keimbildungsmittel in einer Menge von etwa 0,01 bis 5 Gew.-% des Polymerisats anwesend ist.

6. Formkörper nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Keimbildungsmittels etwa 0,1 bis 0,5 Mikron beträgt.

7. Formkörper nach Anspruch 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Keimbildungsmittel ein nadelkristallförmiges, anorganisches Material ist, das durch Magnetkräfte ausgerichtet werden kann.

8. Formkörper nach Anspruch 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Keimbildungsmittel ein Silikat ist, das sowohl dreials auch zweiwertiges Eisen enthält.

9. Formkörper nach Anspruch 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat ein Polyäthylenterephthalat und das feste, anorganische Material Beta-Kalzium-orthosilikat ist.

10. Formkörper nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß

er bis zu etwa 20 Gew.-% an magnetischen, nicht-metallischen

vorzugsweise
Ausrichtungsmitteln, γ er-, Co-, Fe- oder Mn-Verbindungen

oder Seltene-Erden enthält.

11. Formkörper nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens während eines Teils der Formpreßzeit einem Magnetfeld mit einer Stärke von etwa 1 bis 1000 Gauss unterworfen worden ist.

12. Formkörper nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß

. er kurze Stücke von ferromagnetische^ metallischen Materialien mit hoher Permeabilität enthält, die während des Formpressens des Formkörpers als magnetische Ausrichtungsmittel . oder die als Verstärkungsmittel für diesen Formkörper wirken.

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13. Formkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er messingplattierte Eisendrähte mit einem Durchmesser von weniger als etwa 10 Mikron und einer Länge von etwa 100 - 2000 Mikron enthält, die in der gleichen Richtung wie das Polymeris.at ausgerichtet sind.

14. Formkörper nach Anspruch 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß er bis zu etwa 20 Gew.-% eines faserartigen Verstärkungsmittels enthält.

15. Formkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmittel Amphibolasbest ist.

16. Formkörper nach Anspruch 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Spritzgießen hergestellt worden ist.

17. Formkörper nach Anspruch 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Formpressen einer Hitzebehandlung unterworfenworden ist. . · ·

18. Formkörper aus synthetischem Polymerisat, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen umfaßt:

einen Körper aus einem linearen Polymerisat, das aus amorphem und kristallinem Polymerisat besteht,

und bis zu etwa 50 Gew. -% an Kurzteilen eines f erromagnetischen metallischen Materials mit hoher Permeabilität, die in der gleichen Richtung wie das kristalline Polymerisat orientiert sind.

19. Formkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material messingplattierte Eisen- oder Stahldrähte mit einem Durchmesser von weniger als etwa 10 Mikron und einer Länge von etwa 100 - 20Ö0 Mikron umfaßt.

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20. Formkörper nach Anspruch 18 - 19» dadurch gekennzeichnet, daß er bis zu etwa 20 Gew.-% eines faserartigen Verstärkungsmittels enthält.

21. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus synthetischem Polymerisat, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt:

Mischen eines linearen Polymerisats mit bis zu etwa 50 Gew.-% an Teilchen eines festen, nadeiförmigen, anorganischen Materials mit einer Kristallmorphologie, die mit der des linearen Polymerisats annähernd übereinstimmt,

und anschließendes Formen der erhaltenen Mischung bei einer Temperatur zwischen etwa 38 und 124⁰C.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Teilchen dazu geeignet sind, durch Magnetkräfte ausgerichtet zu werden, und daß das Formen vorgenommen wird, während die Mischung unter der Einwirkung eines Magnetfeldes steht.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld eine Stärke zwischen etwa 1 und 1000 Gauss hat.

24. Verfahren nach Anspruch 21 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen durch Strangpressen erfolgt.

25. Verfahren nach Anspruch 21 - 23_f dadurch gekennzeichnet, daß das Formen durch Spritzgießen erfolgt.

26. Verfahren nach Anspruch 21 - 25$ dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bis zu etwa 20 Gew. -% an magnetischen, nicht-metallischen Ausrichtungsmitteln, vorzugsweise von Cr-, Co-, Fe- oder Mn'-Verbindungen oder um Seltene-Erden enthält.

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27. Verfahren nach Anspruch 21 - 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung außerdem Kurzteile . eines ferromagnetische^ metallischen Materials mit hoher Permeabilität enthält, das während des Formpreßverfahrens als magnetisches Ausrichtungsmittel oder als Verstärkungsmittel für den Formkörper wirkt.

28_e Verfahren nach Anspruch 21 - 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymerisat ein Polyalkylenterephthalat und als anorganisches Material Beta-Calcium-orthosilikat verwendet wird.

29. Verfahren nach Anspruch 21 - 28, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material aus Kristallen mit Achsen A, B und C besteht, wobei sich die Länge der Achse C dieser Kristalle um nicht ,mehr als etwa 10 % von der Länge der Achse C des kristallinen Polymerisats, die Länge von entweder der Achse A oder B der Kristalle um nicht mehr als etwa 20 % von der Länge der Achse A oder B des kristallinen Polymerisats und der Winkel zwischen Achse A und Achse C des anorganischen kristallinen Materials um nicht mehr als etwa 20 % von dem Winkel zwischen der Achse A und der Achse C des kristallinen Polymerisats unterscheiden.

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