DE3922501A1 - Polyphenylensulfid-monofil fuer papiermaschinensiebe - Google Patents
Polyphenylensulfid-monofil fuer papiermaschinensiebeInfo
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- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
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- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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Description
Die Erfindung betrifft eine Faser, insbesondere ein Monofil
für Papiermaschinensiebe, die bzw. das aus Polyphenylen
sulfid besteht und verstreckt ist.
Ein derartiges Monofil ist aus den EP-Patentanmeldungen
1 61 579, 2 21 691 und 2 92 186 bekannt. Übereinstimmend wird
in diesen Patenten betont, daß ausschließlich aus Poly
phenylensulfid bestehende Monofile sehr spröde und daher für
viele Anwendungszwecke, so zum Beispiel als Monofile für
Papiermaschinensiebe, ungeeignet sind. In diesen Patent
anmeldungen werden daher Mischungen aus Polyphenylensulfid
und anderen Polymeren, wie zum Beispiel Polyamiden oder
Polyolefinen, beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Faser, insbe
sondere ein Monofil für Papiermaschinensiebe zur Verfügung
zu stellen, die bzw. das ausschließlich aus Polyphenylen
sulfid besteht und dennoch eine hohe Längsfestigkeit und
Knoten-Höchstzugkraft besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Polyphenylensulfid ein Gemisch aus 60 bis 90 Gewichtsprozent
eines hochmolekularen Polyphenylensulfids mit einem Melt-
Flow-Index-Wert von höchstens 100 und 10-40 Gewichts
prozent eines niedermolekularen Polyphenylensulfids mit
einem Melt-Flow-Index-Wert von mindestens 120 ist.
Hierbei ist der Melt-Flow-Index in g/10 min. gemessen, und
zwar mit einem Zwick-Rheometer bei 315°C und einer Stempel
belastung von 5 kg, einem Düsenbohrungsdurchmesser von
2,095 mm und einer Düsenbohrungslänge von 8 mm.
Von der Anmelderin wurde festgestellt, daß hochmolekulares,
(also hochviskoses) Polyphenylensulfid zu Fasern großer
Längsfestigkeit, jedoch geringer Knoten-Höchstzugkraft
(Querfestigkeit) führt, wogegen bei Fasern aus niedermoleku
larem (niederviskosem) Polyphenylensulfid die Längsfestig
keit gering, die Knoten-Höchstzugkraft dagegen relativ groß
ist.
Aus der EP 2 37 006 A2 ist bereits bekannt, daß eine Mischung
aus zwei Polyphenylensulfiden unterschiedlicher Molekular
gewichte, also eine bimodale Molekulargewichtsverteilung, zu
einer Erhöhung der Kristallisationstemperatur und zu einer
Verbesserung der Steifigkeit, der Biegefestigkeit und der
Kugeldruckfestigkeit gegenüber einem Polymer gleicher
Schmelzviskosität führen soll. Die EP 2 37 006 A2 befaßt sich
in erster Linie mit Kunststoff für dreidimensional isotope
Spritzgußteile. Wenn auch in dieser Druckschrift in einer
größeren Aufzählung verschiedener Anwendungsbeispiele bei
läufig Garne erwähnt werden, so schienen jedoch derartige
bimodale Polyphenylensulfidgemische für uniaxial hochbe
lastbare Fasern (wie etwa Monofile in Papiermaschinensieben)
ungeeignet, da durch das Zumischen der niederviskosen Kompo
nente ein Absinken der Längsfestigkeit der Fasern unvermeid
lich schien.
Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß die Festigkeit
einer orientierend verstreckten Faser aus einer Poly
phenylensulfid-Mischung mit der oben angegebenen bimodalen
Molekulargewichtsverteilung annähernd die Festigkeit einer
Faser aus dem hochmolekularen (hochviskosen) Polyphenylen
sulfid erreicht. Offensichtlich wird aufgrund der Verstrec
kung der Faser die feinheitsbezogene Höchstzugkraft der
Faser durch das Zugeben von niedermolekularem Polyphenylen
sulfid entgegen aller Erwartung kaum beeinträchtigt. Gleich
zeitig hat jedoch das Zugeben des niedermolekularen Poly
phenylensulfids die vorteilhafte Wirkung, daß die relative
Knoten-Höchstzugkraft sehr stark zunimmt.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Faser besteht somit aus
schließlich aus Polyphenylensulfid, so daß die vorteilhaften
Eigenschaften dieses Polymers voll erhalten bleiben. Gegebe
nenfalls können aber Zusätze von Antioxidantien, Pigmenten,
Farbstoffen oder ähnlichen, für die Herstellung syntheti
scher Fasern gebräuchlichen Zuschlagstoffen verwendet
werden.
Vorzugsweise beträgt das Verstreckverhältnis 3 : 1 bis 5 : 1,
das heißt, die Faser sollte weitgehend maximal verstreckt
werden. Die Höchstzugkraftdehnung liegt dann meist zwischen
30 und 40%.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Faser hat zweckmäßigerweise
eine feinheitsbezogene Höchstzugkraft über 25 cN/tex und
eine Knoten-Höchstzugkraft (DIN 53 842, Teil 1) von minde
stens 60% dieses Wertes. Bei der Faser kann es sich sowohl
um ein Multifilament wie auch um eine Spinnfaser handeln.
Besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz der Erfindung
bei Monofilen, insbesondere für Papiermaschinensiebe. Der
bevorzugte Durchmesserbereich der Monofile liegt bei 0,2 bis
1 mm, wenngleich die Erfindung auch bei Monofilen außerhalb
dieses Durchmesserbereiches (mit einer unteren und oberen
Durchmessergrenze von ungefähr 20 µm und 3 mm eingesetzt werden
kann.
Aus einem hochmolekularen Polyphenylensulfid mit einem Melt-
Flow-Index-Wert von 31 wurde ein Monofil eines Durchmessers
von 0,40 mm hergestellt, das eine feinheitsbezogene Höchst
zugkraft von 32 cN/tex, eine Höchstzugkraftdehnung von 35%
und eine relative Knoten-Höchstzugkraft von 54% besitzt.
Aus einem niedermolekularen Polyphenylensulfid mit einem
Melt-Flow-Index-Wert von 149 wurde ein Monofil eines Durch
messers von 0,40 mm hergestellt, das eine feinheitsbezogene
Höchstzugkraft von 18 cN/tex, eine Höchstzugkraftdehnung von
31% und eine relative Knoten-Höchstzugkraft von 94% besitzt.
Aus einem Gemisch aus 70 Gewichtsprozent des Polyphenylen
sulfids gemäß Beispiel 1 und 30 Gewichtsprozent des Poly
phenylensulfids gemäß Beispiel 2 wurde eine Monofil eines
Durchmessers von 0,40 mm hergestellt. Der Melt-Flow-Index-
Wert dieses Gemischs beträgt 69. Das Monofil hat eine fein
heitsbezogene Höchstzugkraft von 30 cN/tex, eine Höchstzug
kraftdehnung von 35% und eine relative Knoten-Höchstzugkraft
von 71%.
Ein Monofil eines Durchmessers von 0,40 mm wurde aus einem
Gemisch aus 80 Gewichtsprozent eines niedermolekularen Poly
phenylensulfids mit einem Melt-Flow-Index-Wert von 31 und 20
Gewichtsprozent eines hochmolekularen Polyphenylensulfids
mit einem Melt-Flow-Index-Wert von 149 hergestellt. Für das
Monofil ergab sich eine feinheitsbezogene Höchstzugkraft von
30 cN/tex, eine Höchstzugkraftdehnung von 32% und eine rela
tive Knoten-Höchstzugkraft von 63%.
Bei allen Beispielen wurden die Monofile in der Weise her
gestellt, daß sie durch Extrusion des Polyphenylensulfids
bzw. der Polyphenylensulfid-Gemische bei einer Temperatur
von 275-310°C ersponnen, die ausgesponnenen Monofile bei
einer Temperatur von 90-200°C mit einem Verstreck
verhältnis von 3 : 1 bis 5 : 1 ein- oder zweistufig verstreckt,
die verstreckten Monofile bei einer Temperatur von 180 bis
260°C unter Zulassung eines Schrumpfes bis 10% thermofixiert
wurden.
Claims (7)
1. Faser, insbesondere Monofil für Papiermaschinen
siebe, die bzw. das aus Polyphenylensulfid besteht und ver
streckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Polyphenylensulfid ein Gemisch aus 60 bis 90 Gewichtsprozent
eines hochmolekularen Polyphenylensulfids mit einem Melt-
Flow-Index-Wert von höchstens 100 und 10 bis 40 Gewichtspro
zent eines niedermolekularen Polyphenylensulfids mit einem
Melt-Flow-Index-Wert von mindestens 120 ist.
2. Faser nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Melt-Flow-Index-Wert
des hochmolekularen Polyphenylensulfids höchstens 50 be
trägt.
3. Faser nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Melt-Flow-Index-Wert
des niedermolekularen Polyphenylensulfids mindestens 140
beträgt.
4. Faser nach mindestens einem der vorhergehenden
5 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinheitsbezogene Höchstzugkraft über 25 cN/tex liegt und
die Knoten-Höchstzugkraft mindestens 60% dieses Wertes
beträgt.
5. Faser nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verstreckverhältnis der Faser 3 : 1 bis 5 : 1 beträgt.
6. Faser nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Faser bei einer Temperatur von 180 bis 260°C unter einer
Schrumpfzulassung bis 10% thermofixiert ist.
7. Faser nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchmesser 0,2 mm bis 1 mm beträgt.
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