EP1392897B1 - Verfahren zur herstellung von feinen monofilamenten aus polypropylen, feine monofilamente aus polypropylen sowie deren verwendung - Google Patents

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EP1392897B1
EP1392897B1 EP02704535A EP02704535A EP1392897B1 EP 1392897 B1 EP1392897 B1 EP 1392897B1 EP 02704535 A EP02704535 A EP 02704535A EP 02704535 A EP02704535 A EP 02704535A EP 1392897 B1 EP1392897 B1 EP 1392897B1
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EP
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polypropylene
weight
monofilaments
dtex
process according
Prior art date
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Gustav Schütze
Max Kurt
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Rhodia Industrial Yarns AG
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Definitions

  • the invention relates to a process for the production of fine monofilaments with improved abrasion resistance from polypropylene with a melt flow index (MFI) 230 ° C / 2.16kg of 2-16g / 10min, a monofilament of polypropylene with a melt flow index (MFI) 230 ° C / 2.16 kg of 2-16 g / 10 min with improved abrasion resistance and a titre of 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm), as well as its use.
  • MFI melt flow index
  • MFI melt flow index
  • Textile fabrics made of polypropylene are gaining increasing interest in the automotive industry, mainly because of their compared to other thermoplastics relatively lighter weight and improved resistance to climatic influences and mechanical stress. In this case, particularly fine monofilaments are required, which allow a further weight reduction. Fine monofilaments are to be understood as meaning smaller than 30 dtex, in particular smaller than 25 dtex.
  • Monofilaments of pure polypropylene have the disadvantage of a strong dust formation as a result of its low abrasion resistance in the weaving process.
  • the problem of abrasion is also known in other thermoplastics.
  • EP-A2-0 784 107 calls melt-spun monofilaments of polyamide, polyester and polypropylene. Thereafter, abrasion resistant monofilaments are obtained with 70-99% by weight of filament-forming polymer and 1-30% by weight of a maleic anhydride-modified polyethylene / polypropylene rubber and other additives.
  • the examples are limited to polyamide 6 and polyethylene terephthalate and a copolyamide of PA66 and PA6 as a filament-forming polymer. Spinning speeds are not specified.
  • the relatively thick monofilaments are according to the examples, especially for paper machine screens and lawn mower wires suitable. No details are given for the preparation of relatively fine polypropylene monofilaments.
  • the starting material is a metallocene-catalyzed isotactic polypropylene having a melt flow index of less than 25 g per 10 minutes to achieve the desired shrinkage properties.
  • polypropylene granules having a high MFI value.
  • About the yarns produced are only general information. Monofilaments are not described.
  • EP-A-0028844 describes a textile multifilament polypropylene filament yarn.
  • Starting polymer is a polypropylene having a melt flow index between about 20 and 60. Under the specified spinning and stretching conditions as well as in the further processing, the problem of abrasion, which occurs in the processing of fine monofilaments, apparently not found.
  • the object of the invention is to provide an economical process for the production of fine, abrasion-resistant polypropylene monofilaments.
  • Another object of the invention is the production of fine monofilaments of polypropylene with improved resistance to abrasion during weaving.
  • Yet another object is to provide the use of a fine monofilament having good abrasion resistance for making engineering fabrics.
  • the object is achieved according to the invention in that a compound consisting of 80 to 99.9% by weight of granules and 20 to 0.1% by weight of an additive is added to the extruder, the melt being spun at a rate of at least 1200 m / min, in the Air bath cooled at room temperature, at a temperature of 110 to 150 ° C to a titre of 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm) nachverstreckt and wound. It is essential here that the additive is well dispersed in the polypropylene and no difference can be detected in the resulting monofilament.
  • additives are modified polyolefins in an amount of 4.5 to 15 wt .-%, in particular 6 to 13 wt .-%, preferably 8 to 12 wt .-% polypropylene / polyethylene having a melting point> 140 ° C to use.
  • a melting point of less than 140 ° C has the disadvantage of costly dosing.
  • Use of less than 4.5% by weight and more than 15% by weight of polypropylene / polyethylene achieves unsatisfactory abrasion resistance of the monofilament. In this variant, surprisingly no further additives are required to achieve excellent abrasion resistance.
  • Suitable impact modifiers which show no softening up to 100 ° C. and are composed of linear styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymers or linear styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer / styrene-ethylene / butylene-linear alloys. Biblock are constructed.
  • a plasticizer di-iso-nonyl adipate is most suitable.
  • a lubricant it is expedient to use as an additive 0.05-1.0% by weight, in particular 0.3 to 1.0% by weight, of a lubricant.
  • Metalloids of carboxylic acids, linear or branched hydrocarbons, fluoroelastomers, polydimethylsiloxanes are particularly suitable as lubricants.
  • fillers as additive.
  • fillers 0.01-0.1% by weight aerosils and 0.1-1.0% by weight calcium carbonate have proven to be particularly suitable.
  • the additive consists of a compound of a combination of 2-10% by weight of an impact modifier, 0.1-0.2% by weight Plasticizers, fillers 0.01-0.1 wt .-% Aerosil or 0.1-1.0 wt .-% calcium carbonate, 0.05-1.0 wt .-% of lubricants and 0.1-0.5 wt .-% of heat stabilizers.
  • Suitable heat stabilizers are sterically hindered phenols, phosphites and phosphonites.
  • the main polymer is a polypropylene having a melt flow index (MFI) of 230 ° C / 2.16kg of 2-16g / 10 min. and a titre of 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm).
  • MFI melt flow index
  • a melt flow index of less than 2 g / 10 min has the disadvantage that too high melt spinning temperatures are required, which leads to the destruction of the polymer.
  • a melt flow index of more than 16 g / 10 minutes has the disadvantage that the resulting abrasion resistance becomes insufficient.
  • An abrasion resistance with a grade ⁇ 2 results in a monofilament, which can be easily interwoven into a textile fabric and gives a surprising cleanliness.
  • the monofilament according to the invention has a strength of at least 47 cN / tex with a maximum breaking elongation of less than 45%.
  • the monofilament according to the invention has a mechanical constant of at least 285 cN / tex.
  • the thread-forming monofilament used in all experiments was a polypropylene having a melt flow index (MFI) of 230 ° C. 12.16 kg of 12.0 g / 10 min.
  • MFI melt flow index
  • Each 5 kg of polypropylene granules are mixed using tinplate cans and a tumble mixer. The mixing was carried out according to the additive according to three different methods. The individual methods are explained under the examples. The granulate / additive mixture is added directly to the extruder and melted.
  • the granulate mixture consisting of polypropylene and modified polyolefin, PP / PE melting point> 140 ° C., is mixed for one hour.
  • the granulate mixture consisting of polypropylene and impact modifier is mixed for one hour.
  • an antistatic agent such as 0.1% Atmer 110 (trademark of Uniqema) is advantageous in these mixtures.
  • the plasticizer is added to the polypropylene granules followed by mixing for two hours.
  • the powdery additives such as fillers, lubricants, heat stabilizers, etc.
  • the granules are first rolled for half an hour with an adhesion promoter such as Basilon M100 (trademark of Bayer AG), then the remaining additives are added and mixed for a further 1.5 hours.
  • Basilon M100 trademark of Bayer AG
  • a lubricant in different amounts is added to the polymer. Same preparation as example 5.
  • test 17 contains two different lubricants (0.2 and 0.05%) and Aerosil 0.05%.
  • Experiments 18 + 19 are based on three additives 0.35% heat stabilizer, 0.3% calcium carbonate and 0.15% lubricant 4 0.5% heat stabilizer, 0.2% lubricant 4 and 0.01% aerosol
  • Fig. 1 the curve when adding a modified polypropylene / polyethylene with a melting point> 140 ° C according to. Example 2 shown.
  • the pure polypropylene shows a rating of 4 in the abrasion test, which represents unsatisfactory abrasion in the fabric. It is surprising that, with increasing addition, the abrasion can be initially improved up to an addition of 10% by weight and worsen again at higher additions.
  • FIG. 2 shows the curve when adding an impact modifier. With increasing amount of additive, the abrasion initially decreases and reaches a minimum at 5% by weight. Another raise brings no advantage.
  • Fig. 3 the curve is shown with the addition of different lubricants.
  • small amounts added initially bring a marked improvement in the abrasion behavior.
  • An increase brings no further improvement in the abrasion behavior.
  • novel fine monofilaments are suitable for abrasion-free production of screen fabrics for filtration and screen printing.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feinen Monofilamenten mit verbesserter Abriebbeständigkeit aus Polypropylen mit einem Schmelzflussindex (MFI) 230°C/2.16kg von 2-16g/10 min, ein Monofilament aus Polypropylen mit einem Schmelzflussindex (MFI) 230°C/2.16kg von 2-16g/10 min mit verbesserter Abriebbeständigkeit und einem Titer von 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm), sowie dessen Verwendung.
  • Textile Flächengebilde aus Polypropylen gewinnen in der Automobilindustrie zunehmendes Interesse vor allem wegen ihres gegenüber anderen thermoplastischen Kunststoffen relativ leichterem Gewicht und verbesserter Beständigkeit gegenüber Klimaeinflüssen und mechanischer Beanspruchung. Hierbei sind besonders feine Monofilamente gefragt, welche eine weitere Gewichtsreduktion ermöglichen. Unter feinen Monofilamenten sind solche kleiner als 30 dtex, insbesondere kleiner als 25 dtex zu verstehen.
  • Monofilamente aus reinem Polypropylen weisen jedoch den Nachteil einer starken Staubbildung als Folge seiner geringen Abrasionsbeständigkeit beim Webprozess auf. Das Problem der Abrasion ist auch bei anderen Thermoplasten bekannt. So nennt die EP-A2-0 784 107 schmelzgesponnene Monofile aus Polyamid, Polyester und Polypropylen. Danach werden scheuerbeständige Monofilamente mit 70-99 Gew.-% fadenbildendem Polymer und 1-30 Gew.-% eines mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Polyethylen/Polypropylen-Kautschuks und weiteren Zusätzen erhalten. Allerdings sind die Beispiele auf Polyamid 6 und Polyethylenterephthalat sowie ein Copolyamid aus PA66 und PA6 als fadenbildendes Polymer beschränkt. Spinngeschwindigkeiten sind nicht angegeben. Die relativ dicken Monofilamente sind nach den Beispielen vor allem für Papiermaschinensiebe und Rasenmäherdrähte geeignet. Zur Herstellung von relativ feinen Polypropylenmonofilmenten sind keine Angaben gemacht.
  • Aus der EP-A-1059370 ist ein Verfahren zur Herstellung von Polypropylen Multifilamenten für textile Zwecke bekannt. Als Ausgangsmaterial dient ein metallocenkatalysiertes isotaktisches Polypropylen mit einem Schmelzflussindex, der weniger als 25 g pro 10 Minuten betragen soll, um die gewünschten Schrumpfeigenschaften zu erreichen. Zur Herstellung von Filamenten, welche sich auszeichnen durch einen tiefen Schrumpf, sind vorzugsweise Polypropylen-Granulate mit einem hohen MFI-Wert zu verwenden. Über die hergestellten Garne werden nur allgemeine Angaben gemacht. Monofilamente werden nicht beschrieben.
  • Auch die EP-A-0028844 beschreibt ein textiles multifiles Polypropylenfilamentgarn. Ausgangspolymer ist ein Polypropylen mit einem Schmelzflussindex zwischen etwa 20 und 60. Unter den angegebenen Spinn- und Streckbedingungen sowie bei der Weiterverarbeitung wurde das Problem des Abriebs, welches bei der Verarbeitung feiner Monofilamente auftritt, offenbar nicht festgestellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von feinen, abriebbeständigen Monofilamenten aus Polypropylen zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von feinen Monofilamenten aus Polypropylen mit verbesserter Beständigkeit gegen den Abrieb beim Weben.
  • Eine noch weitere Aufgabe ist es, die Verwendung eines feinen Monofilaments mit guter Abriebbeständigkeit zu Herstellung von technischen Flächengebilden zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Extruder ein Compound, bestehend aus 80 bis 99.9 Gew.-% Granulat und 20 bis 0.1 Gew.-% eines Additivs zugegeben wird, die Schmelze mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 1200 m/min versponnen, im Luftbad bei Zimmertemperatur abgekühlt, bei einer Temperatur von 110 bis 150°C zu einem Titer von 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm) nachverstreckt und aufgespult wird. Hierbei ist es wesentlich, dass das Additiv im Polypropylen gut dispergiert ist und im resultierenden Monofilament kein Unterschied feststellbar ist.
  • Es ist erstmals gelungen, feine Polypropylenmonofilmente mit einer Spinngeschwindigkeit von 1200 m/min herzustellen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als Additive modifizierte Polyolefine und aliphatische Diester zu verwenden.
  • Als besonders vorteilhaft als Additive sind modifizierte Polyolefine in einer Menge von 4.5 bis 15 Gew.-%, insbesondere 6 bis 13 Gew.-%, bevorzugt 8 bis 12 Gew.-% Polypropylen/Polyethylen mit einem Schmelzpunkt > 140°C zu verwenden. Ein Schmelzpunkt von weniger als 140°C hat den Nachteil des aufwendigen Dosierens. Bei Temperaturen unter 140°C treten Verklebungen der Granulate im Extruder auf. Eine Verwendung von weniger als 4.5 Gew.-% und mehr als 15 Gew.-% an Polypropylen/Polyethylen wird eine unbefriedigende Abriebbeständigkeit des Monofilaments erzielt. Bei dieser Variante sind überraschend keine weiteren Zusätze erforderlich, um eine hervorragenden Abrasionsbeständigkeit zu erzielen.
  • In einer weiteren Variante ist es zweckmässig als Additiv 3-10 Gew.-%, insbesondere 3 bis 7 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 6 Gew.-%, eines Schlagzähmodifikators zu verwenden. Geeignet sind als Schlagzähmodifikatoren, welche bis 100°C keine Erweichung zeigen und aus linearen Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Block-Copolymeren oder Legierungen aus linearen Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Block-Copolymer // Styrol-Ethylen/Butylen-Biblock aufgebaut sind.
  • In einer weiteren Variante ist es zweckmässig als Additiv 0.1-0.2 Gew.-% eines Weichmachers zu verwenden. Als Weichmacher ist Di-iso-nonyladipat am besten geeignet.
  • In einer weiteren Variante ist es zweckmässig als Additiv 0.05-1.0 Gew.-%, insbesondere 0.3 bis 1.0 Gew.-% eines Gleitmittels zu verwenden. Als Gleitmittel sind besonders Metallsalze von Karbonsäuren, lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffe, Fluoroelastomere, Polydimethylsiloxane geeignet.
  • In einer weiteren Variante ist es zweckmässig als Additiv Füllstoffe zu verwenden. Als Füllstoffe haben sich 0.01-0.1 Gew.-% Aerosile und 0.1-1.0 Gew.-% Kalziumcarbonat als besonders geeignet erwiesen.
  • In einer weiteren Variante besteht das Additiv aus einem Compound aus einer Kombination von 2-10 Gew.-% eines Schlagzähmodifikators, 0.1-0.2 Gew.-% an Weichmacher, an Füllstoffen 0.01-0.1 Gew.-% Aerosil oder 0.1-1.0 Gew.-% Kalziumcarbonat, 0.05-1.0 Gew.-% an Gleitmitteln und 0.1-0.5 Gew.-% an Hitzestabilisatoren. Als Hitzestabilisatoren kommen sterisch gehinderte Phenole, Phosphite und Phosphonite in Frage.
  • Für die in Anspruch 9 definierten, erfindungsgemässen Monofilamente ist als Hauptpolymer ein Polypropylen mit einem Schmelzflussindex (MFI) 230°C/2.16kg von 2-16g/10 min. und einem Titer von 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm) vorgesehen. Ein Schmelzflussindex von weniger als 2g/10 min hat den Nachteil, dass zu hohe Temperaturen beim Schmelzspinnen erforderlich werden, was zur Zerstörung des Polymers führt. Ein Schmelzflussindex von mehr als 16g/10 min hat den Nachteil, dass die resultierende Abriebbeständigkeit unzureichend wird. Eine Abriebbeständigkeit mit einer Note ≤ 2 ergibt ein Monofilament, welches sich problemlos in ein textiles Flächengebilde verweben lässt und eine überraschende Sauberkeit ergibt.
  • Das erfindungsgemässe Monofilament weist eine Festigkeit von wenigsten 47 cN/tex bei einer Höchstbruchdehnung von weniger als 45 % auf.
  • Das erfindungsgemässe Monofilament weist eine mechanischen Konstante (Constante Mechanique) von wenigstens 285 cN/tex auf.
  • Die Erfindung soll durch Beispiele näher beschrieben werden.
    • Beispiel 1 Polymer
  • Als fadenbildenendes Monofilament wurde in allen Versuchen ein Polypropylen mit einem Schmelzflussindex (MFI) 230°C12.16kg von 12.0g/10 min verwendet. Jeweils 5 kg Polypropylen- Granulat wird unter Verwendung von Weissblechkannen und eines Taumelmischers vermischt. Die Vermischung erfolgte je nach Additiv nach drei unterschiedlichen Verfahren. Die einzelnen Verfahren werden unter den Beispielen erläutert. Die Granulat/Additiv-Mischung wird direkt dem Extruder zugegeben und aufgeschmolzen.
    • Spinnbedingungen
    • Extruder
    Durchmesser 38 mm:
    Maximal p = 100 bar
    Durchsatz: 1-10 kg/h
    6 beheizbare Zonen
    Spinnblock:
    Diphylbeheizt; 1 Spinnstelle
    Titerpumpe:
    3-27 U/min
    Spinndüsen:
    Durchmesser aussen/innen = 85/70 mm
    Blasschacht:
    450-1100 m3/h; I = 1.3 m
  • Extrudertemperaturen für die Zonen 1 bis 5: 180/230/250/250/265/275°C.
    Block + Düsen: 275/275°C
    Durchsatz: 1.64 kg/h
    Blasluft: 700 m3/h
    Schmelztemperatur: = 280°C
    Spinnabzugsgeschwindigkeit: 1200 m/min
    • Streckbedingungen
  • Das Strecken erfolgt unter Verwendung einer Laborstreckanlage, ausgerüstet mit zwei Streckwerken, welche jeweils mit einer Galette (Ǿ = 10 cm) und einer Separierrolle bestückt sind.
  • Die Monofilamente durchlaufen bei Streckprozess folgende Organe:
    • Fadenbremse
    • Streckwerk V1, welches mit einer zusätzlichen Förder- oder Gummiwalze ausgerüstet ist.- Ohne Streckstifte.
    • Beheizbares Bügeleisen von 20 cm Länge im Abstand von 20 cm zum Streckwerk
    • Streckwerk V2
    • Traveller-Ringspindel
      Das Strecken der Varianten erfolgt bei einem Streckverhältniss 1: 3.6 und einer Bügeleisentemperatur (20 cm) von 130°C. Die Abzugsgeschwindigkeit des Streckwerks V2 beträgt 514 m/min.
    Beispiel 2 (Versuche 2-4)
  • Bei den modifizierten Polyolefinen, wird die Granulatmischung, bestehend aus Polypropylen und modifizierten Polyolefin, PP/PE Schmelzpunkt >140°C, eine Stunde gemischt.
    • Beispiel 3 (Versuche 5-7)
  • Bei den modifizierten Polyolefinen wird die Granulatmischung, bestehend aus Polypropylen und Schlagzähmodifikator eine Stunde gemischt. Die Zugabe eines Antistatikas, wie 0.1 % Atmer 110 (Warenzeichen der Firma Uniqema) ist bei diesen Mischungen vorteilhaft.
    • Beispiel 4 (Versuche 8 und 9)
  • Der Weichmacher wird dem Polypropylen-Granulat zugegeben, danach wird zwei Stunden gemischt.
    • Beispiel 5 (Versuche 10-12)
  • Bei den pulverartigen Additiven wie Füllstoffe, Gleitmittel, Hitzestabilisatoren etc. wird zuerst eine halbe Stunde das Granulat mit einem Haftvermittler wie Basilon M100 (Warenzeichen der Firma Bayer AG) angerollt, anschliessend die restlichen Additive zugegeben und weitere 1,5 Stunden gemischt. Das Einarbeiten von Kalziumcarbonat in Polypropylen analog obiger Beschreibung beinhaltet diese Versuchsserie.
    • Beispiel 6 (Versuche 13-16)
  • Bei diesem Beispiel wird ein Gleitmittel in unterschiedlichen Mengen dem Polymeren beigegeben.
    Gleiche Aufbereitung wie Beispiel 5.
    • Beispiel 7 (Versuche 17-19)
  • Bei den Additiven in Form einer Kombination von unterschiedlichen Verbindungen beinhaltet der Versuch 17 zwei unterschiedliche Gleitmittel (0.2 und 0.05 %) und Aerosil 0.05 %. Die Versuche 18+19 basieren auf drei Additiven
    0.35 % Hitzestabilisator, 0.3 % Kalziumcarbonat und 0.15 % Gleitmittel 4
    0.5 % Hitzestabilisator, 0.2 % Gleitmittel 4 und 0.01 % Aerosol
  • Gleiche Aufbereitung wie Beispiel 5.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst Tabelle 1
    Versuchsnummer ADDITIV ABTERNOTE Titer [dtex] Festigkeit [cN/tex] Bruchdehnung [%] Mechanische Konstante [cN/tex] Spez. Reissarbeit [cN.cm/dtex]
    1 0 4 9.9 51.4 32.6 293.47 61.4
    2 5 % 1.8 10.4 53.5 31.7 301.22 62.69
    3 10% 1.0 10.4 54.1 30.3 297.80 59.57
    4 15% 2.0 10.8 53.3 30.6 294.84 59.20
    5 3% 2.0 10.8 47.7 41.1 305.80 76.52
    6 4.5% 0.8 10.4 48.9 42.9 320.29 82.50
    7 6.0% 0.8 10.4 48.4 41.1 308.78 77.07
    8 0.10% 1.66 10.8 48.8 34.5 286.63 62.92
    9 0.15%
    10 0.4% 2.5 10.4 49.5 29.3 267.94 51.46
    11 1.2% 0.83 11.2 47.2 43.4 310.95 81.67
    12 2.0%
    13 0.2% 3.66 10.1 50.5 31.8 284.78 58.53
    14 0.5% 1.33 10.4 51.2 34.9 302.47 67.17
    15 0.8% 0.83 10.4 51.4 32.1 291.22 60.81
    16 1.0% 1.16 10.4 51.9 30.3 285.69 67.36
    17 0.2/0.05/0.05% 0.83 10.4 51.6 34.1 301.32 65.65
    18 0.35/0.3/0.15% 0.83 10.8 49.3 37.1 300.29 69.53
    19 0.50/0.2/0.01 % 1.16 10.8 51.5 40.7 328.55 78.97
    Versuche 2-4 Polypropylen MFI 12.0 g/min mit PP/PE, Smp.>140°C als Additiv;
    Versuche 5-7 Polypropylen MFI 12.0 g/min mit einem Schlagzähmodifikator;
    Versuche 8-9 Polypropylen MFI 12.0 g/min mit einem Weichmacher als Additiv;
    Versuche 10-12 Polypropylen MFI 12.0 g/min mit einem Füllstoff als Additiv;
    Versuche 13-16 Polypropylen MFI 12.0 g/min mit einem Gleitmittel als Additiv;
    Versuche 17-19 Polypropylen MFI 12.0 g/min mit einem Compound als Additiv
  • Die Ergebnisse sind zur näheren Erläuterung graphisch dargestellt.
    • Es zeigen:
    • Fig. 1 das Abriebverhalten in Abhängigkeit von der Zugabe eines Additivs gemäss Beispiel 2.
    • Fig. 2 das Abriebverhalten in Abhängigkeit von der Zugabe eines Additivs gemäss Beispiel 3.
    • Fig. 3 das Abriebverhalten in Abhängigkeit von der Zugabe eines Additivs gemäss Beispiel 6.
  • In Fig. 1 ist der Kurvenverlauf bei Zugabe eines modifizierten Polypropylen/Polyethylen mit einem Schmelzpunkt > 140°C gemäss. Beispiel 2 gezeigt. Ohne Zugabe eines Additivs zeigt das reine Polypropylen im Abriebtest eine Note 4, was einen unbefriedigenden Abrieb im Gewebe darstellt. Es ist überraschend, dass bei einer steigenden Zugabe der Abrieb bis zu einer Zugabe von 10 Gew.-% zunächst verbessert werden kann und sich bei höheren Zugaben wieder verschlechtert.
  • In Fig. 2 ist der Kurvenverlauf bei Zugabe eines Schlagzähmodifikators gezeigt. Mit steigender Menge an Additiv nimmt der Abrieb zunächst ab und erreicht bei 5 Gew.-% ein Minimum. Eine weitere Erhöhung bringt keinen Vorteil mehr.
  • In Fig. 3 ist der Kurvenverlauf bei Zugabe unterschiedlicher Gleitmittel gezeigt. Hier bringen geringe Zugabemengen zunächst eine ausgeprägte Verbesserung des Abriebverhalten. Eine Erhöhung bringt keine weitere Verbesserung des Abriebverhaltens.
    • Messverfahren
    • Schmelzflussindex nach ASTM D1238
    • Abriebtest - Testmethode (ABTER)
  • Beim Abriebtest handelt es sich um eine einfache Simulation des Webvorgangs auf einer Testvorrichtung ohne Schusseintrag. Dabei werden die Monofilamente mit konstanter Geschwindigkeit durch die wichtigsten Elemente einer Webmaschine wie Webblatt und Litzen geführt, welche auch die entsprechenden Bewegungen ausführen. Die Fadengeschwindigkeit beträgt 9 m/h, das Webblatt führt 525 Doppelhübe pro Minute aus.
    Die Beurteilung des Abriebsverhaltens mit dem ABTER-Prüfgerät wird wie folgt vorgenommen.
    • das Abriebverhalten wird an allen Monofilen während einer Laufzeit von 16 Stunden geprüft
    • die Webblätter werden dem Testgerät entnommen und fotografiert
    • die visuelle Beurteilung der Ablagerungen an den Webblättern erfolgt durch drei Personen, wobei die Einstufung durch Vergeben von Noten erfolgt (0-1 = kein Abrieb, 5 = viel Abrieb)
    • Bestimmung des Titers nach SN 197 012 und SN 197 015 zusätzlich DIN 53 830
    • Zugversuche nach DIN 53 815, DIN 53 834 und zusätzlich BISFA
    • Die Berechnung der mechanischen Konstante, CM, erfolgt nach der Formel: C M = D ⋅ F [ c N / t e x ]
      Figure imgb0001
       wobei D, Dehnung in [%] und F, Festigkeit in [cN/tex] bedeuten.
  • Die erfindungsgemässen feinen Monofilamente sind zur abriebfreien Herstellung von Siebgeweben für Filtration und Serigraphie geeignet.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung von feinen Monofilamenten mit verbesserter Abriebbeständigkeit aus einem Polypropylen mit einem Schmelzflussindex (MFI) 230°C/2 1Bkg von 2-16g/10 min, dadurch gekennzeichnet, dass dem Extruder ein Compound, bestehend aus 80 - 99.9 Gew.-% Polypropylen- Granulat und 20 bis 0.1 Gew.% eines Additivs zugegeben wird, die Schmelze mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 1200 m/min versponnen, im Luftbad bei Zimmertemperatur abgekühlt, bei einer Temperatur von 110 bis 150°C zu einem Titer von 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm) nachverstreckt und aufgespult wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv modifizierte Polyolefine und aliphatische Diester verwendet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv 4.5 bis 15 Gew.-% eines Polyolefins aus Polypropylen/Polyethylen mit einem Schmelzpunkt > 140°C verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv 3-10 Gew.-% eines Schlagzähmodifikators verwendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv 0.1-0.2 Gew.-% eines Weichmachers verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv 0.05 bis 1.0 Gew.% eines Gleitmittels verwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv 0.01-1.0 Gew.-% Füllstoffe verwendet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv ein Compound aus einer Kombination von Schlagzähmodifikator, Weichmacher. Füllstoffen, Gleitmitteln und Hitzestabilisatoren, verwendet wird.
  9. Monofilamente aus einem Polypropylen mit einem Schmelzflussindex (MFI)230°C/2.16kg von 2-16g/10 min mit verbesserter Abriebbeständigkeit erhältlich nach dem Verfahren von Anspruch 1, mit einer Festigkeit von wenigsten 47 cN/tex bei einer Höchstbruchdehnung von weniger als 45 %, mit einer mechanischen Konstante (Constante Mechanique) von wenigstens 285 cN/tex, und mit einem Titer von 5-20 dtex (0.027 mm-0.053 mm),
  10. Monofilamente nach den Ansprüchen 9, gekennzeichnet durch eine spezifische Reissarbeit von mehr als 61.5 cN - cm/dtex.
  11. Verwendung der Monofilamente nach den Ansprüchen 9 or 10 zur Herstellung von technischen Flächengebilden.
  12. Verwendung der Flächengebilde nach Anspruch 11 als Filtrationsgewebe.
  13. Verwendung der Flächengebilde nach Anspruch 11 in der Serigraphie.
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