DE2531963B2 - Thermoplastische harzmassen fuer das strangpress- und spritzverfahren - Google Patents

Thermoplastische harzmassen fuer das strangpress- und spritzverfahren

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DE2531963B2 DE19752531963 DE2531963A DE2531963B2 DE 2531963 B2 DE2531963 B2 DE 2531963B2 DE 19752531963 DE19752531963 DE 19752531963 DE 2531963 A DE2531963 A DE 2531963A DE 2531963 B2 DE2531963 B2 DE 2531963B2
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Description

15
Die Erfindung betrifft Massen für das Strangpreßverformen bzw. Spritzverformen, die eine Mischung aus 90 bis 30Gew.-% thermoplastischem Harz und 10 bis 70 Gew.-°/o anorganischem Füllstoff und ein Modifizierungsmittel enthalten.
Es ist gut bekannt, daß Mischungen aus thermoplastischem Harz und anorganischem Füllstoff ein ausgezeichnetes Material für die verschiedenen Verformungsarten sind. Wird diese Mischung jedoch als Faser verwendet, wobei man einen schmelzextrudierten Strang oder Faden heiß streckt, so besitzt sie den Nachteil, daß sich restliche Harzmasse längs der Düse der Form abscheidet (als sog. Abgabe) und daß eine Gelbfärbung auftritt (Zersetzung, bedingt durch Oxydation des Harzes), und diese Abscheidung verursacht ein Brechen der Enden und der kontinuierliche Betrieb wird gestört und die Produktivität wird stark vermindert. So erhaltene Filamente zeigen eine schlechte Dehnung und können nicht stark verstreckt werden; daher findet die Mischung nur begrenzte Verwendung, da die erhaltenen Denier nicht gleichmäßig sind, und es ist schwierig, feine Denier zu erreichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Masse für das Strangpressen bzw. Verspritzen zu schaffen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Harzmasse für das Strangpreß- und Spritzverformen aus 90 bis 30 Gew.-% thermoplastischem Harz und 10 bis 70Gew.-% anorganischem Füllstoff und Modifizierungsmitteln, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als Modifizierungsmittel Sorbitanfettsäureester und/oder Polyoxyäthylensorbitanfettsäureester in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf lOOGew.-Teile der Mischung, enthält.
Die erfindungsgemäßen Massen ergeben keine Abscheidungen an den Düsen bzw. Ausströmungsöffnungen der Form und sie verfärben sich nicht gelb, wenn sie beim Strangpreß- und Spritzverformen verwendet werden. Während des Betriebs beobachtet man auch "kein Brechen.
Bei der vorliegenden Erfindung können als thermoplastische Harze alle üblichen, bekannten Harze wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Nylon, Polyacrylat, Polyethylenterephthalat usw. verwendet werden. Anorganische Füllstoffe, z. B. Calciumfüllstoffe wie Calciumcarbonat, Calciumsulfat und Calciumsulfit; Talk und Ton, können verwendet werden.
Die Mischungen dieser Materialien enthalten thermoplastisches Harz im Bereich von 90 bis 30 Gew.-°/o und anorganischen Füllstoff im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%. Wenn die Menge an thermoplastischem Harz über dem obigen Bereich liegt, treten keine besonderen Schwierigkeiten auf, da der anorganische Füllstoff beim Verformen kaum eine Wirkung zeigt. Wenn die Menge an Füllstoff den oberen Bereich überschreitet, ist es schwierig, einen guten Verformungsvorgang zu erreichen.
Als Modifizierungsmittel, die zu der Mischung aus thermoplastischem Harz und anorganischem Füllstoff zugegeben werden, kör en
Sorbitanfettsäureester, wie
Sorbitan-monolaurat.Sorbitan-monooleat,
Sorbitan-sesquioleat oder/und
Sorbitan-dioleat, und
Polyäthylen-fettsäureester wie
Polyoxyäthylen-sorbitan-monooleat,
Polyoxyäthylen-sorbitan-dioleat,
Polyoxyäthylen-sorbitan-trioleat,
Polyoxyäthylen-sorbitan-mono(di-oder
tri)-palmitat und
Polyoxyäthylen-sorbitan-mono(di-oder
tri)-stearat
verwendet werden. Diese Modifizierungsmittel können entweder allein verwendet werden oder man kann Mischungen aus zwei oder mehreren Verbindungen verwenden.
Diese Modifizierungsmittel müssen in einer Menge von 0,1 bis 5Gew.-Teilen, bezogen auf lOOGew.-Teile der oben angegebenen Mischung, zugegeben werden. Wenn die Menge an Modifizierungsmittel diesen Bereich überschreitet, so treten nachteilige Erscheinungen wie ein Ausschwitzen bzw. Auslaufen auf und das Schmelzvermahlen ist schwierig. Wenn andererseits die Menge geringer ist, als sie dem obigen Bereich entspricht, werden die erwarteten Ergebnisse nicht 11.!-alten.
Die erfindungsgemäßen Massen können hergestellt werden, indem man die vorgegebenen Mengen an thermoplastischem rz und anorganischem Füllstoff vermischt und die vorgegebene Menge an Modifizierungsmittel zu der Mischung zugibt und so mischt, daß diese einheitlich dispergiert wird, oder man kann die drei Komponenten in vorgegebener Menge gleichzeitig vermischen und sie einheitlich dispergieren. Zum Mischen kann man bekannte Mischvorrichtungen wie Bunbury-Mischvoi richtungen, Extruder, Durchmischungsvorrichtungen und Mischwalzen mit Erfolg einsetzen.
Die so erhaltene Mischung wird zu Pellets nach dem Schmelzen auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des verwendeten thermoplastischen Harzes und anschließendem gutem Vermählen verformt. Die Pellets werden als Material für Extrudierverformungen wie Strangpreß- oder Spritzverformen, für das Schlauchspritzverformen bzw. bei Verfahren zur Herstellung von Schlauchfolien, für Formungsverfahren für Fäden und Stränge unter Dehnung und für die Blasverformung erfolgreich verwendet. Ein Extruder mit einem Drahtnetz mit lichten Maschenweiten von 0,25 bis 0,149 mm (60 bis 100 mesh) kann ebenfalls verwendet werden, um Fremdmaterialien zu entfernen.
Die erfindungsgemäßen Massen ergeben beim Spritzverformen bzw. Strangpreßverformen keine Ablagerungen und zeigen keine Gelbfärbung, und somit brechen die Enden nicht und ein kontinuierlicher Betrieb beim Spinnen wird ermöglicht. Die so erhaltenen Filamente besitzen viele Vorteile wie eine ausgezeichnete Dehnung, der Denier ist gleichmäßig und es ist möglich, Fäden mit sehr feinem Denier herzustellen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1
Polyoxyäthylen-sorbitan-trioleat (0,5 Gew.-Teile) wird zu 100 Gew.-Teilen einer Masse gegeben, die 50Gew.-% Polyäthylen und 50Gew.-% Calciumcarbo nat enthält, und dann wird gut gemischt und anschließend wird die Mischung zu Pellets verformt Die Pellets werden dann unter Verwendung eines Extruders ι ο schmelzversponnen, wobei eine Schnecke mit einem Durchmesser von 50 mm und 72 Löchern mit einem Durchmesser von 1 mm verwendet wird und die Eingabemenge 23 bis 25 kg/h beträgt und die Temperatur 2550C beträgt wobei die erhaltenen Filamente gekühlt werden, indem man sie in Wasser von 300C einleitet. Die Filamente werden anschließend um das 16fache in warmem Wasser von 95°C gedehnt und dann mit heißer Luft von 120 bis 130° C vergütet. Wenn das obige Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird, beobachtet man um die Ausgänge der Düse herum nur sehr geringe Abscheidungen nach 180 Minuten Spinnen und nur ein sehr geringes Gelbwerden, und anschließend nehmen die Abscheidungen nicht zu. Während eines 50stündigen Betriebs bricht nur ein Ende. Die so erhaltenen Filamente besitzen eine Feinheit von 630 den und man beobachtet praktisch keinen ungleichmäßigen Denier.
Das obenerwähnte Polyoxyäthylen-sorbitan-trioleat wird durch die gleiche Menge Polxoxyäthylen-sorbitanmonolaurat oder Polyoxyäthylen-sorbitan-monopalmitat oder Polyoxyäthylen-sorbitan-monooleat ersetzt und das gleiche Spinnverfahren wie oben beschrieben wird durchgeführt, wobei in alien Fällen die Abscheidungen an den Ausgängen der Düse und Gelbverfärbungen vernachlässigbar sind und die Frequenz eines Endbrechens während eines 50stündigen Betriebs 0 bzw. 1 bzw. 0 beträgt und die Feinheit der erhaltenen
Tabelle I
Filamente beträgt 625 bzw. 619 bzw. 627 den. Alle obigen Filamente zeigen im Denier keine Ungleichmäßigkeit.
Beispiel 2
Polyoxyäthylen-sorbitan-monostearat (0,5 Gew.-Teile) wird zu 100 Gew.-Teilen einer Masse gegeben, die 60 Gew.-% Polyäthylen und 40 Gew.-% Calciumcarbonat enthält, und dann wird gut vermischt und anschließend wird die Mischung zu Pellets verformt. Diese Pellets werden dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben unterworfen und Filamente werden hergestellt Nach einem Betrieb von 220 Minuten beobachtet man geringe Abscheidungen und geringe Gelbverfärbung, aber anschließend keine Steigerung. Während eines 50stündigen Betriebs wurde kein Brechen der Enden beobachtet. Die so erhaltenen Filamente zeigten fast keine Ungleichmäßigkeiten im Denier und die Feinheit betrug 606 den.
Die Menge an Polyoxyäthylen-sorbitan-monostearat wurde auf l,0Gew.-Teil erhöht und das gleiche Verfahren wie oben wurde durchgeführt. Nach einem Betrieb von 180 Minuten beobachtet man geringe Abscheidungen und ein geringes Gelbwerden und nach 240 Minuten wurden die Abscheidungen ringartig. Ein Biegen des Strangs wurde nicht beobachtet. Während des Betriebs von 10 Stunden brach nur ein Ende. Die so erhaltenen Filamente zeigen eine Feinheit von 705 den und fast keine Ungleichmäßigkeit im Denier.
Beispiel 3
Verschiedene Mengen an Polyoxyäthylen-sorbitanmonostearat in Bereichen von 0,05 bis 5,0 Gew.-Teilen werden zu 100 Gew.-Teilen einer Masse gegeben, die 50 Gew.-°/o Polyäthylen und 50 Gew.-% Calciumcarbonat enthält und das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben wird durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.
Nr. Zugegebene Ergebnisse beim Spinnen Dehn Feinheit Ungleich Vorhandensein von Abscheidungen und
Menge fähig mäßigkeit Gelbverfärbung
Frequenz d. keit den d. Denier
Endbruch
stellen (Vergröß.)
(Anzahl/
(Gew.-Teile) 50 Std.)
0,05
0,1
1,0
3,0
5,0
11
3
1
0
0
12> 1115 stark
14 > 855 gering
16 < 633 fast keine
16 < 627 fast keine
16 < 625 fast keine
werden nach 40 min beobachtet, sind nach
60 min ringartig, der Strang biegt sich
werden nach 60 min beobachtet, sind nach
180 min ringartig, der Strang biegt sich nicht
wenig nach 200 min beobachtet, dann keine
weitere Erhöhung der Abscheidungen
wenig nach 220 min beobachtet, aber keine
weitere Erhöhung der Abscheidungen
wenig nach 230 min beobachtet, aber keine
weitere Erhöhung der Abscheidungen
Aus Tabelle 1 ist klar erkennbar, daß die gewünschte Wirkung nicht erhalten wird, wenn die Menge an Modifizierungsmittel unter 0,1 Gew.-Teil, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Masse, liegt.
Beispiel
Polyoxyäthylen-sorbitan-monostearat (0,5 Gew.-Teile) wird zu 100 Gew.-Teilen einer Masse gegeben, die 50 Gew.-% Polyäthylen und 50 Gew.-% anorganischen Füllstoff enthält, und die Mischung wird wie in Beispiel 1 beschrieben versponnen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben.
Tabelle II
Nr. Füllstoff Ergebnisse beim Spinnen Dehn-
lähig-
keit
(Vergröß.)		 Feinheit
den		 Ungleich
mäßigkeit
d. Denier		 Vorhandensein von Abscheidungen und
Gelbverfärbung
Frequenz d.
Endbruch
stellen
(Anzahl/50 h)		 1 ο 1^ 625 fast keine
1 CaS03 1 1 ο ^ 639 fast keine wenig nach 150 min beobachtet, sind nach
200 min ringartig, der Strang biegt sich nicht
2 Talk 0 I υ ^ 644 fast keine wenig nach 150 min beobachtet, aber keine
weitere Erhöhung der Abscheidungen
3 Ton 0 dito
Beispiel 5 Calciumcarbonat enthält, und die Mischung wird zu
Polyoxyäthyien-sorbitan-monostearat (1,0 Gew.-Teil) Pellets verarbeitet und diese werden wie in Beispiel 1
wird zu 100 Gew.-Teilen einer Masse gegeben, die beschrieben versponnen. Die Ergebnisse sind in
50Gew.-% thermoplastisches Harz und 50Gew.-% 20 Tabelle IJI angegeben.
Tabelle III
Nr. Harz
Ergebnisse beim Spinnen
Frequenz d. Dehn-Endbruch- fähig-
Feinheit
Vorhandensein von Abscheidungen und Gelbverfärbung
Polypro
pylen		 stellen
(Anzahl/50 h)		 keit
(Vergröß.)		 den Ungleich
mäßigkeit
d. Denier
1 Nylon 0 16< 655 fast keine
2 Polyvinyl
chlorid*)		 0 16> 715 fast keine
3 1 16> 897 fast keine
wenig nach 180 min beobachtet, aber keine weitere Erhöhung der Abscheidungen
wenig nach 160 min beobachtet, aber keine weitere Erhöhung der Abscheidungen
wenig nach 150 min beobachtet, aber keine weitere Erhöhung der Abscheidungen
*) Die Temperatur der Düse beträgt 160 bis 1800C; warmes Wasser von 70 bis 900C wird beim Dehnen verwendet. Beispiel 6
Vorgegebene Mengen verschiedener Modifizierungsmittel werden zu 100 Gew.-Teilen einer Masse gegeben, die 50 Gew.-% Polyäthylen und 50 Gew.-% Calciumcarbonat enthält, und die Mischung wird zu Pellets verarbeitet und diese werden wie in Beispiel 1 beschrieben versponnen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV angegeben.
Tabelle IV
Nr. Modifizierungs Ergebnisse beim Spinnen Dehn Feinheit Ungleich Vorhandensein von Abscheidungen und
mittel und fähig mäßigkeit Gelbverfärbung
Menge Frequenz d. keit den d. Denier
Endbruch
stellen (Vergröß.)
(Anzahl/
50 Std.)
1 Sorbitanmonolaurat 0,5
2 Sorbitanmonooleat 0,5
3 Sorbitanmonooleat 1,0
4 Sorbitansesquioleat
16 < 755 gering wenig nach 60 min beobachtet, werden
nach 100 min ringartig, der Strang biegt sich nicht
16< 746 gering wenig nach 60 min beobachtet, werden
nach 90 min ringartig, der Strang biegt sich nicht
16 < 710 gering wenig nach 80 min beobachtet, werden
nach 140 min ringartig, der Strang biegt sich nicht
16 < 726 gering wenig nach 60 min beobachtet, werden
Vergleichsbeispiel
Zu lOOGew.-Teilen der Masse, die aus 50Gew.-°/o Polyäthylen und 50 Gew.-% Calciumcarbonat besteht, werden verschiedene Zusatzstoffe, die sich von den Modifizierungsmitteln, wie sie in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, unterscheiden, in einer Menge von 0,5 Gew.-Teilen zugegeben und die Mischung wird zu Pellets verarbeitet, die dann auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben versponnen werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben.
Tabelle V Modifizierungs
mittel		 Ergebnisse beim Spinnen
Frequenz d. Dehn-
Endbruch- fähig
stellen keit
(Anzahl/50 h) (Vergröß.)		 16> Feinheit
den		 Ungleich
mäßigkeit
d. Denier		 Vorhandensein von Abscheidungen und
Gelbverfärbung
Nr. Stearinsäure-
monoglycerid		 6 16< 843 stark wenig nach 50 min beobachtet, werden
nach 70 min ringartig, der Strang biegt sich
1 Caprylsäure-
monoglycerid		 8 16> 876 stark wenig nach 30 min beobachtet, werden
nach 40 min ringartig, der Strang biegt sich
2 ölsäure-
monoglycerid		 7 12> 850 stark dito
3 Calciumstearat 15») 11> 1040 stark wenig nach 20 min beobachtet, werden
nach 40 min ringartig, der Strang biegt sich
4 Polyäthylen-
glykol		 20<··) 1195 stark dito
5
*) Die Düse wird alle 5 Stunden gereinigt.
**) Die Düse wird alle 2 Stunden gereinigt.
«09550/4

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Harzmasse für das Strangpreß- und Spritzverformen aus 90 bis 30 Gew.-% thermoplastischem Harz und 10 bis 70 Gew.-% anorganischem Füllstoff und Modifizierungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Modifizierungsmittel Sorbitanfettsäureester und/oder Polyoxyäthylensorbitanfettsäureester in einer Menge von 0,1 bis 5Gew.-Teilen, bezogen auf lOOGew.-Teile der Mischung, enthält.
DE2531963A 1974-07-20 1975-07-17 Thermoplastische Harzmassen für das Strangpreß- und Spritzverfahren Expired DE2531963C3 (de)

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