ES2891998T3 - Bristle of a plastic filament, brushes with such bristles and methods for the production of such bristles - Google Patents
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Abstract
Cerda (3), que se forma a partir de una sección de un filamento de plástico, en la que la matriz polimérica del filamento de plástico contiene al menos un 70 % en masa, con respecto a la matriz polimérica completa, de al menos una policetona alifática termoplástica, que está compuesta de unidades de monóxido de carbono y de alquilo, en la que la matriz polimérica del filamento de plástico contiene también al menos un aditivo del grupo de antioxidantes y estabilizantes a UV, y en la que el diámetro máximo del filamento de plástico está comprendido entre 0,01 mm y 0,13 mm.Bristle (3), which is formed from a section of a plastic filament, in which the polymer matrix of the plastic filament contains at least 70% by mass, with respect to the complete polymer matrix, of at least one thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide and alkyl units, in which the polymer matrix of the plastic filament also contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers, and in which the maximum diameter of the Plastic filament is between 0.01 mm and 0.13 mm.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Cerda de un filamento de plástico, cepillos con tales cerdas y procedimientos para la producción de tales cerdas Bristle of a plastic filament, brushes with such bristles and methods for the production of such bristles
[0001] La invención se refiere a una cerda que se forma a partir de una sección de un filamento de plástico, un cepillo con al menos un portador de cerdas y una pluralidad de cerdas fijadas al portador de cerdas, en particular en forma de cepillo de dientes, y a un procedimiento para producir una cerda del tipo mencionado anteriormente.[0001] The invention relates to a bristle that is formed from a section of a plastic filament, a brush with at least one bristle carrier and a plurality of bristles attached to the bristle carrier, in particular in the form of a brush of teeth, and to a method for producing a bristle of the type mentioned above.
[0002] El efecto de limpieza de los cepillos, en particular, aunque no exclusivamente, de los cepillos de dientes, depende en gran medida, por un lado, de la geometría de las cerdas individuales y, por otro lado, de su material, con lo que a menudo es necesario diseñar las cerdas con el diámetro más pequeño posible, de modo que son capaces de desarrollar su efecto limpiador incluso en los huecos muy estrechos, por ejemplo en espacios interdentales estrechos. Sin embargo, al mismo tiempo, las cerdas deben tener una cierta resistencia a la flexión y durabilidad para este propósito.[0002] The cleaning effect of brushes, in particular, but not exclusively, of toothbrushes, depends to a large extent, on the one hand, on the geometry of the individual bristles and, on the other hand, on their material, so it is often necessary to design the bristles with the smallest possible diameter, so that they are able to develop their cleaning effect even in very narrow gaps, for example in narrow interdental spaces. At the same time, however, the bristles must have a certain flexural strength and durability for this purpose.
[0003] En la práctica, por lo tanto, han demostrado su eficacia principalmente los cepillos, cuyas cerdas están hechas de monofilamentos, los llamados monofilamentos, hechos de plástico, que se pueden hacer relativamente delgados con una selección de material adecuada y también ofrecen la posibilidad de estructurar o perfilar su superficie exterior con el fin de mejorar aún más el efecto de limpieza, especialmente en espacios estrechos, debido al efecto de raspado. Además, las cerdas de los cepillos formadas a partir de dichos filamentos aseguran propiedades adicionales, como, por ejemplo, una determinada coloración, estabilidad frente a la degradación por estrés térmico o por acción química, incluida la acción enzimática como resultado del contacto con la saliva, una resistencia a la abrasión, estabilidad dimensional, resistencia a la flexión, recuperación de la flexión y similares lo más altas posible.[0003] In practice, therefore, mainly brushes have proven themselves, whose bristles are made of monofilaments, so-called monofilaments, made of plastic, which can be made relatively thin with a suitable material selection and also offer the possibility of structuring or profiling its outer surface in order to further improve the cleaning effect, especially in narrow spaces, due to the scraping effect. In addition, the bristles of the brushes formed from said filaments ensure additional properties, such as, for example, a certain coloration, stability against degradation due to thermal stress or chemical action, including enzymatic action as a result of contact with saliva. , as high as possible abrasion resistance, dimensional stability, flexural strength, flexural recovery and the like.
[0004] Los hilos sintéticos hechos de polímeros termoplásticos hilables en fusión se utilizan generalmente para cerdas del tipo genérico, en los que, por razones de coste, se utilizan polímeros estándar que se conocen desde hace mucho tiempo, por ejemplo, de poliolefinas como polietileno (PE) o polipropileno (PP), de poliamidas como poliamida 6 (PA 6) o poliamida 6.6 (PA 6.6), o de poliéster tales como tereftalato de polibutileno (PBT), a condición de que los filamentos hechos de estos polímeros puedan cumplir con los requisitos deseados. Además, los polímeros mencionados anteriormente cumplen los requisitos fisiológicos de inocuidad que son necesarios en particular para su uso en cepillos de dientes.[0004] Synthetic yarns made from melt-spinnable thermoplastic polymers are generally used for bristles of the generic type, in which, for cost reasons, standard polymers that have been known for a long time are used, for example from polyolefins such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), of polyamides such as polyamide 6 (PA 6) or polyamide 6.6 (PA 6.6), or of polyesters such as polybutylene terephthalate (PBT), provided that filaments made from these polymers can meet with the desired requirements. Furthermore, the aforementioned polymers meet the physiological requirements for harmlessness that are necessary in particular for their use in toothbrushes.
[0005] Sin embargo, existen límites para las propiedades mecánicas y, por lo tanto, el diámetro más pequeño posible de tales cerdas, por lo que los cepillos de dientes conocidos suelen tener cerdas con un diámetro entre aproximadamente 0,225 mm y 0,25 mm ("duras"), con un diámetro en el intervalo de aproximadamente 0,2 mm ("medias") o en el intervalo entre aproximadamente 0,15 mm y aproximadamente 0,18 mm ("blandas"). Por ejemplo, las cerdas de poliamidas tienden a hincharse cuando entran en contacto con el agua, lo que perjudica su rigidez a la flexión. Por el contrario, las cerdas hechas de tereftalatos de polialquileno, como tereftalato de polibutileno (PBT), por ejemplo, demuestran ser menos sensibles, pero por las razones mencionadas anteriormente, el diámetro de las cerdas no puede ser significativamente menor que aproximadamente 0,15 mm.[0005] However, there are limits to the mechanical properties and thus the smallest possible diameter of such bristles, which is why known toothbrushes typically have bristles with a diameter between about 0.225mm and 0.25mm. ("hard"), with a diameter in the range of about 0.2 mm ("medium"), or in the range of about 0.15 mm to about 0.18 mm ("soft"). For example, polyamide bristles tend to swell when in contact with water, which impairs their flexural stiffness. In contrast, bristles made from polyalkylene terephthalates, such as polybutylene terephthalate (PBT), for example, prove to be less sensitive, but for the reasons mentioned above, the diameter of the bristles cannot be significantly less than about 0.15 mm. mm.
[0006] Además, del estado de la técnica se conocen filamentos de policetonas alifáticas termoplásticas, por ejemplo, el documento EP 0310171 A2 describe fibras hiladas en fusión hechas de terpolímeros de etileno/propileno/CO, que tienen altas resistencias a la tracción y módulos de elasticidad y, por lo tanto, se proponen para su uso como cordón para neumáticos o para la producción de telas no tejidas hiladas, que pueden ser utilizadas para la producción de capas base del techo o adecuadas como geotextiles.[0006] In addition, thermoplastic aliphatic polyketone filaments are known from the state of the art, for example EP 0310171 A2 describes melt-spun fibers made of ethylene/propylene/CO terpolymers, which have high tensile strengths and high modulus. of elasticity and are therefore proposed for use as tire cord or for the production of spunbonded non-woven fabrics, which can be used for the production of roof base layers or suitable as geotextiles.
[0007] A partir de los documentos WO 2016/190594 A2 y WO 2016/190596 A2, también se conocen fibras hiladas en húmedo hechas de terpolímeros de etileno/propileno/CO, que tienen excelentes valores de resistencia y alargamiento y también se caracterizan por una alta resistencia al agua y al calor y por una buena conductividad térmica. Se proponen diversos usos como áreas de aplicación para estas fibras, tales como la producción de cuerdas, mangueras, redes, tejidos Spunbond, airbags o prendas protectoras, así como su uso como geotextiles, como fibras de refuerzo en materiales compuestos, como cinturones, redes de seguridad, cintas transportadoras, sedales de pesca o cuerdas de tenis.[0007] From WO 2016/190594 A2 and WO 2016/190596 A2, wet-spun fibers made of ethylene/propylene/CO terpolymers are also known, which have excellent strength and elongation values and are also characterized by high resistance to water and heat and good thermal conductivity. Various uses are proposed as application areas for these fibers, such as the production of ropes, hoses, nets, Spunbond fabrics, airbags or protective garments, as well as their use as geotextiles, as reinforcing fibers in composite materials, such as belts, nets security, conveyor belts, fishing lines or tennis strings.
[0008] Se puede encontrar más información relevante sobre la invención en los documentos US5175210, WO0020512, KR20100010130 y DE19757607. En principio, los procesos de hilado por fusión y en húmedo son adecuados para la producción de filamentos de cerdas genéricas, en el que el polímero disuelto se hila en hilos a través de un capilar de hilado durante el hilado en húmedo y el disolvente se recupera lo más completamente posible y se retroalimenta al proceso de producción. Sin embargo, no se puede evitar que queden pequeñas cantidades del disolvente utilizado en la fibra terminada, mientras que es deseable proporcionar una fibra sin disolvente para minimizar cualquier riesgo potencial de seguridad, incluido un peligro para la salud, causado por la presencia de residuos de disolvente en la fibra.[0008] More relevant information about the invention can be found in documents US5175210, WO0020512, KR20100010130 and DE19757607. In principle, the melt and wet spinning processes are suitable for the production of generic bristle filaments, in which the dissolved polymer is spun into yarns through a spinning capillary during wet spinning and the solvent is recovered. as completely as possible and fed back into the production process. However, it cannot be avoided that small amounts of the used solvent remain in the finished fiber, while it is desirable to provide a solvent-free fiber to minimize any potential safety risk, including health hazard, caused by presence of solvent residues on the fiber.
[0009] En la práctica, por lo tanto, se utilizan principalmente procesos de hilado en fusión, en los que también se pueden lograr grados más altos de cristalización, lo que puede tener un efecto ventajoso sobre las propiedades mecánicas de la fibra. Sin embargo, el procesamiento por hilado en fusión a menudo tiene que tener lugar a temperaturas significativamente más altas que el hilado en húmedo, lo que puede conducir a una degradación acelerada o reacciones de reticulación del polímero y, a su vez, tener un efecto negativo en las propiedades de la fibra producida o dar lugar a reacciones de reticulación del polímero, lo que puede limitar su trabajabilidad en el proceso de extrusión.[0009] In practice, therefore, mainly melt-spinning processes are used, in which higher degrees of crystallization can also be achieved, which can have an advantageous effect on the mechanical properties of the fiber. However, melt-spinning processing often has to take place at significantly higher temperatures than wet-spinning, which can lead to accelerated degradation or cross-linking reactions of the polymer and, in turn, have a negative effect. in the properties of the fiber produced or lead to crosslinking reactions of the polymer, which can limit its workability in the extrusion process.
[0010] La invención se basa en el objetivo de proponer una cerda adecuada para cepillos, en particular para cepillos de dientes, que se pueda fabricar de forma fácil y económica evitando en la medida de lo posible las desventajas mencionadas anteriormente y, sin embargo, tiene suficiente rigidez a la flexión y durabilidad con el menor diámetro posible. También se refiere a un cepillo, en particular en forma de cepillo de dientes, con tales cerdas y a un procedimiento para producir tales cerdas.[0010] The invention is based on the objective of proposing a suitable bristle for brushes, in particular for toothbrushes, which can be manufactured easily and economically, avoiding as far as possible the disadvantages mentioned above and, however, It has sufficient bending stiffness and durability with the smallest possible diameter. It also relates to a brush, in particular in the form of a toothbrush, with such bristles and to a method of producing such bristles.
[0011] En cuanto a la tecnología de producción, este objetivo se consigue con una cerda del tipo mencionado al principio, que se forma a partir de una sección de un filamento de plástico, en la que la matriz polimérica del filamento de plástico contiene al menos un 70 % en masa, con respecto a la matriz polimérica completa, de al menos una policetona alifática termoplástica, que está compuesta de unidades de monóxido de carbono (unidades de CO) y unidades de alquilo, en la que la matriz polimérica del filamento de plástico también contiene al menos un aditivo del grupo de antioxidantes y estabilizantes a UV, y en la que el diámetro máximo del filamento de plástico está comprendido entre 0,01 mm y 0,13 mm.[0011] Regarding the production technology, this objective is achieved with a bristle of the type mentioned at the beginning, which is formed from a section of a plastic filament, in which the polymeric matrix of the plastic filament contains at least 70% by mass, with respect to the complete polymeric matrix, of at least one thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide units (CO units) and alkyl units, in which the polymeric matrix of the filament plastic also contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers, and in which the maximum diameter of the plastic filament is between 0.01 mm and 0.13 mm.
[0012] Además, la invención proporciona un cepillo con al menos un portador de cerdas y una pluralidad de cerdas fijadas al portador de cerdas, en particular en forma de cepillo de dientes, para lograr este objetivo, siendo al menos algunas de las cerdas del tipo mencionado anteriormente.[0012] Furthermore, the invention provides a brush with at least one bristle carrier and a plurality of bristles attached to the bristle carrier, in particular in the form of a toothbrush, to achieve this goal, at least some of the bristles of the bristle carrier being type mentioned above.
[0013] Finalmente, para lograr este objetivo en términos de ingeniería de procesos, la invención proporciona un procedimiento para producir tal cerda que comprende las siguientes etapas:[0013] Finally, to achieve this objective in terms of process engineering, the invention provides a method for producing such a bristle comprising the following steps:
(a) Proporcionar una masa de hilado que contiene al menos un 70 % en masa de al menos una policetona alifática termoplástica, que está compuesta de unidades de monóxido de carbono (unidades de CO) y unidades de alquilo, y en la que la al menos una policetona alifática termoplástica, contiene en particular hasta un 10 % en masa de al menos un aditivo del grupo de antioxidantes y estabilizantes a UV;(a) Providing a spinning mass containing at least 70% by mass of at least one thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide units (CO units) and alkyl units, and in which the al least one thermoplastic aliphatic polyketone, it contains in particular up to 10% by mass of at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers;
(b) Extruir la masa de hilado según la etapa (a) a través de al menos una hilera con uno o más capilares de hilado con un diámetro de un máximo de 1,0 mm, en particular de un máximo de 0,8 mm, preferentemente de un máximo de 0,4 mm, en el que la temperatura de la masa de hilado en el lado de salida del o de los capilares de hilado se establece en el intervalo de 190 °C a 300 °C, en particular en el intervalo de 200 °C a 270 °C, preferentemente en el intervalo de 220 °C a 260 °C;(b) Extruding the spinning mass according to step (a) through at least one spinneret with one or more spinning capillaries with a diameter of maximum 1.0 mm, in particular maximum 0.8 mm , preferably a maximum of 0.4 mm, in which the temperature of the spinning mass on the exit side of the spinning capillary(s) is set in the range from 190 °C to 300 °C, in particular in in the range of 200°C to 270°C, preferably in the range of 220°C to 260°C;
(c) Extraer el filamento formado a una velocidad de extracción en el intervalo de 1 a 200 m/min, en particular de 5 a 50 m/min, preferentemente con una selección de la relación entre la velocidad de extracción y la velocidad de salida de la masa de hilado del capilar de hilado de más de 1;(c) Extracting the formed filament at an extraction speed in the range of 1 to 200 m/min, in particular 5 to 50 m/min, preferably with a selection of the ratio between the extraction speed and the output speed of the spinning mass of the spinning capillary of more than 1;
(d) Estirar una o múltiples veces el filamento formado;(d) drawing the formed filament once or multiple times;
(e) Enrollar opcionalmente el filamento formado; y(e) optionally winding the formed filament; and
(f) Cortar a medida el filamento formado mientras se retienen las cerdas.(f) Cutting the formed filament to size while retaining the bristles.
[0014] Los filamentos de plástico según la invención, que se fabrican principalmente a partir de policetonas alifáticas termoplásticas, que se forman a partir de unidades de monóxido de carbono (unidades de CO) y unidades de alquilo, se caracterizan por una combinación única de propiedades, lo que posibilita su uso como filamentos dentales, en particular para los cepillos de dientes. Las policetonas según la invención muestran una alta resistencia mecánica, hidrolítica y química, por ejemplo, contra ácidos o bases débiles y contra la saliva. También poseen un equilibrio pronunciado entre la rigidez y la tenacidad del material, así como una resistencia excepcional a la abrasión, con solo un cambio comparativamente pequeño en las propiedades mecánicas del material, como la resistencia a la flexión y a la tracción, incluso cuando está húmedo, de modo que el filamento de plástico según la invención con un diámetro muy pequeño entre aproximadamente 0,01 mm y aproximadamente 0,13 mm es capaz de cumplir de manera óptima el efecto de limpieza que le está previsto. El filamento de plástico basado en policetonas mencionadas anteriormente se beneficia, en particular, de los altos valores de reenderezamiento tanto en aire como en agua y su alta resistencia a la flexión con la inocuidad fisiológica simultánea, de modo que el filamento de plástico para el cuidado dental puede proporcionarse con un diámetro muy pequeño, pero aún logra un efecto de limpieza igual o incluso mejor que los filamentos convencionales basados en poliamidas o similares con diámetros mayores, que tampoco pueden desarrollar su efecto de limpieza en espacios (interdentales) muy estrechos. Como resultado, los filamentos de plástico según la invención a base de las policetonas alifáticas termoplásticas mencionadas son capaces de penetrar más profundamente en los espacios (interdentales) o en las bolsas de las encías y también de limpiar estas zonas mejor de lo que es posible con filamentos de materiales convencionales según el estado de la técnica.[0014] The plastic filaments according to the invention, which are mainly manufactured from thermoplastic aliphatic polyketones, which are formed from carbon monoxide units (CO units) and alkyl units, are characterized by a unique combination of properties, which makes it possible to use them as dental filaments, in particular for toothbrushes. The polyketones according to the invention exhibit high mechanical, hydrolytic and chemical resistance, for example against weak acids or bases and against saliva. They also possess a pronounced balance between material stiffness and toughness, as well as exceptional abrasion resistance, with only comparatively little change in the material's mechanical properties, such as flexural and tensile strength, even when wet. , so that the plastic filament according to the invention with a very small diameter between about 0.01 mm and about 0.13 mm is capable of optimally fulfilling the intended cleaning effect. The polyketone-based plastic filament mentioned above benefits, in particular, from high re-straightening values in both air and water and its high flexural strength with simultaneous physiological harmlessness, so that the plastic filament for care dental can be provided with a very small diameter, but still achieves a cleaning effect equal to or even better than conventional filaments based on polyamides or the like with larger diameters, which also cannot develop their cleaning effect in very narrow (interdental) spaces. As a result, the plastic filaments according to the invention based on aliphatic polyketones The aforementioned thermoplastics are able to penetrate deeper into the (interdental) spaces or gum pockets and also to clean these areas better than is possible with filaments of conventional materials according to the state of the art.
[0015] Sin embargo, una desventaja de las policetonas termoplásticas utilizadas como materiales de cerda según la invención, que se componen de unidades de monóxido de carbono y de alquilo, es que generalmente tienen una resistencia a la oxidación insatisfactoria así como una resistencia relativamente mala a la radiación electromagnética en el espectro ultravioleta, que ha demostrado ser intolerable para los cepillos en general, y en particular para los cepillos de dientes, que deben cumplir con los más altos estándares de inocuidad e higiene. La invención contrarresta esto porque la matriz polimérica del filamento de plástico, a partir de cuyas secciones se forman las cerdas según la invención, contiene, además, al menos un aditivo del grupo de antioxidantes y estabilizantes a UV fisiológicamente inocuos descritos en más detalles a continuación que han demostrado ser particularmente adecuados.[0015] However, a disadvantage of the thermoplastic polyketones used as bristle materials according to the invention, which are composed of carbon monoxide and alkyl units, is that they generally have unsatisfactory oxidation resistance as well as relatively poor strength. to electromagnetic radiation in the ultraviolet spectrum, which has proven to be intolerable for brushes in general, and toothbrushes in particular, which must meet the highest safety and hygiene standards. The invention counteracts this in that the polymeric matrix of the plastic filament, from whose sections the bristles according to the invention are formed, additionally contains at least one additive from the group of physiologically harmless antioxidants and UV stabilizers described in more detail below. which have proven to be particularly suitable.
[0016] Un cepillo, como por ejemplo un cepillo de dientes que contiene las cerdas según la invención, ya sea exclusiva o en particular parcialmente, puede tener cualquier forma conocida, pudiendo estar las cerdas dispuestas, por ejemplo, en haces de cerdas. Sin embargo, debido al diámetro muy pequeño de sus cerdas de un máximo de aproximadamente 0,13 mm, el cepillo puede tener más cerdas que en el caso de la técnica anterior, tal como al menos aproximadamente 5000 cerdas, en particular al menos aproximadamente 5500 cerdas, preferentemente al menos aproximadamente 6000 cerdas de modo que su efecto de limpieza puede mejorarse aún más. Además, se descubrió que las cerdas según la invención también son particularmente adecuadas para cepillos de dientes sónicos y ultrasónicos.[0016] A brush, such as a toothbrush, which contains the bristles according to the invention, either exclusively or in particular partially, can have any known shape, the bristles being able to be arranged, for example, in bundles of bristles. However, due to the very small diameter of its bristles of a maximum of about 0.13 mm, the brush can have more bristles than is the case in the prior art, such as at least about 5,000 bristles, in particular at least about 5,500. bristles, preferably at least about 6000 bristles so that its cleaning effect can be further enhanced. Furthermore, it was found that the bristles according to the invention are also particularly suitable for sonic and ultrasonic toothbrushes.
[0017] La policetona termoplástica alifática utilizada para la matriz plástica de las cerdas según la invención consiste en particular exclusivamente en unidades de monóxido de carbono o unidades de CO y unidades de alquilo, con lo que las policetonas alifáticas son copolímeros o terpolímeros con unidades estructurales repetidas de la fórmula -R-CO-, que están en su mayoría, aunque no necesariamente de forma exclusiva, dispuestas alternativamente, pero también pueden estar dispuestos principalmente al azar. "R" es un radical alquilo, preferentemente un radical alifático divalente con de dos a seis átomos de carbono, que es un grupo etilo, propilo, butilo, pentilo y/o hexilo divalente.[0017] The thermoplastic aliphatic polyketone used for the plastic matrix of the bristles according to the invention consists in particular exclusively of carbon monoxide units or CO units and alkyl units, whereby the aliphatic polyketones are copolymers or terpolymers with structural units of the formula -R-CO-, which are mostly, but not necessarily exclusively, alternately arranged, but may also be mainly randomly arranged. "R" is an alkyl radical, preferably a divalent aliphatic radical with from two to six carbon atoms, which is a divalent ethyl, propyl, butyl, pentyl and/or hexyl group.
[0018] En el procedimiento de hilado por fusión según la invención para la producción de filamentos de plástico a base de policetonas alifáticas termoplásticas, se selecciona inicialmente una masa de hilado que contiene al menos aproximadamente un 70 % en masa de al menos una de tales policetonas y, en particular, hasta aproximadamente un 10 % en masa de al menos un aditivo del grupo de antioxidantes y estabilizantes a UV. Esta masa de hilado se dosifica en una extrusora para fundir, que puede ser, por ejemplo, una extrusora de un solo tornillo con una relación de longitud respecto a diámetro de aproximadamente 20 a aproximadamente 40, en particular de aproximadamente 25 a aproximadamente 30. El tornillo de la extrusora se puede dividir ventajosamente en tres partes y tiene un área para estirar la masa de hilado y para fundirla, un área contigua para compresión y homogeneización y un área contigua a su vez para expulsar la masa de hilado plastificada. La extrusora puede comprender preferentemente varias zonas para fundir y homogeneizar la masa de hilado, pudiendo todas las zonas funcionar esencialmente a la misma temperatura o con un perfil de temperatura descendente o ascendente o también con un perfil de temperatura que presente temperaturas máximas y/o mínimas.[0018] In the melt-spinning process according to the invention for the production of plastic filaments based on thermoplastic aliphatic polyketones, a spinning mass is initially selected that contains at least about 70% by mass of at least one of such polyketones and, in particular, up to about 10% by mass of at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers. This yarn mass is metered into a melt extruder, which may be, for example, a single screw extruder with a length to diameter ratio of from about 20 to about 40, in particular from about 25 to about 30. The extruder screw can advantageously be divided into three parts and has an area for stretching the spun dough and for melting it, an adjoining area for compression and homogenization, and an adjoining area in turn for expelling the plasticized spun dough. The extruder may preferably comprise several zones for melting and homogenizing the spun dough, all zones being able to operate essentially at the same temperature or with a descending or ascending temperature profile or also with a temperature profile that presents maximum and/or minimum temperatures. .
[0019] La masa de hilado plastificada se prensa a continuación en forma fundida a través de una hilera, que puede tener uno o más capilares de hilado, cuyo diámetro tiene un máximo de aproximadamente 1,0 mm, en particular un máximo de aproximadamente 0,8 mm, preferentemente un máximo de aproximadamente 0,4 mm (respectivamente según el diámetro de la perforación en el lado de salida de la masa de polímero), estableciéndose la temperatura de la masa de hilado en el lado de salida del capilar o capilares de hilados en el intervalo de aproximadamente 190 °C a aproximadamente 300 °C, en particular en el intervalo de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 270 °C, preferentemente en el intervalo de aproximadamente 220 °C a aproximadamente 260 °C, por ejemplo en el intervalo de aproximadamente 220 °C a aproximadamente 250 °C, como por ejemplo en el intervalo de aproximadamente 237 °C a aproximadamente 242 °C (respectivamente al salir de los capilares de hilado). La hilera generalmente puede ser parte de un paquete de hilado que distribuye el flujo de masa fundida a los capilares de hilado existentes y acumula la presión necesaria para el hilado y que ventajosamente puede comprender dispositivos de filtrado para la masa de hilado fundida, por ejemplo en forma de una red metálica con un tamaño de malla de aproximadamente 10 malla a aproximadamente 350 malla, en particular de aproximadamente 80 malla a aproximadamente 250 malla, así como la hilera aguas abajo. Los dispositivos de filtrado adicionales pueden consistir opcionalmente en otra red metálica del tipo descrito, que está montada en el canal de masa fundida de la extrusora y preferentemente intercambiable por medio de un cambiador de tamiz. La temperatura de la masa de hilado debe elegirse de modo que, por un lado, se asegure una fluidez suficiente de la masa de hilado y, por otro lado, la carga térmica sobre la masa de hilado a base de las policetonas según la invención permanezca limitada, de modo que las reacciones de reticulación y degradación así como la formación de gel en la masa de hilado se mantengan dentro de unos límites o incluso se puedan suprimir por completo. Para hilar la masa fundida en filamentos, después del proceso de extrusión, la masa fundida también se puede presionar por medio de una o más bombas de hilado, por ejemplo, en forma de bombas de engranajes, a una presión entre aproximadamente 5 bares y aproximadamente 80 bares, en particular entre aproximadamente 45 bares y aproximadamente 55 bares, a través de la hilera, que puede tener, por ejemplo, entre 1 y aproximadamente 750 capilares de hilado con uno de los diámetros mencionados anteriormente. Se ha descubierto que una dirección sustancialmente vertical es la dirección de flujo preferida de la masa fundida, aunque no necesariamente.[0019] The plasticized spinning mass is then pressed in molten form through a spinneret, which may have one or more spinning capillaries, the diameter of which has a maximum of about 1.0 mm, in particular a maximum of about 0 0.8 mm, preferably a maximum of approx. 0.4 mm (depending on the diameter of the perforation on the outlet side of the polymer mass), the temperature of the spinning mass being established on the outlet side of the capillary or capillaries of yarns in the range from about 190 °C to about 300 °C, in particular in the range from about 200 °C to about 270 °C, preferably in the range from about 220 °C to about 260 °C, for example in in the range from about 220°C to about 250°C, such as in the range from about 237°C to about 242°C (respectively when exiting the spinning capillaries). The spinneret may generally be part of a spinpack which distributes the melt flow to the existing spinning capillaries and builds up the pressure necessary for spinning and which may advantageously comprise filtering devices for the spinmelt mass, for example in form of a wire mesh with a mesh size of from about 10 mesh to about 350 mesh, in particular from about 80 mesh to about 250 mesh, as well as the downstream spinneret. The additional filter devices may optionally consist of another metal mesh of the type described, which is mounted in the melt channel of the extruder and preferably interchangeable by means of a screen changer. The temperature of the spin composition must be chosen such that, on the one hand, a sufficient flowability of the spin composition is ensured and, on the other hand, the thermal load on the spin composition based on the polyketones according to the invention remains limited, so that the crosslinking and degradation reactions as well as the formation of gel in the spinning mass are kept within limits or can even be completely eliminated. In order to spin the melt into filaments, after the extrusion process, the melt can also be pressed by means of one or more spinning pumps, for example in the form of gear pumps, at a pressure between about 5 bar and about 80 bar, in particular between about 45 bar and about 55 bar, through the spinneret, which may have, for example, between 1 and about 750 spinning capillaries with one of the aforementioned diameters. A substantially vertical direction has been found to be the preferred flow direction of the melt, although not necessarily.
[0020] Una vez que los filamentos se han conformado por medio de los capilares de hilado, opcionalmente se puede prever su enfriamiento, que puede tener lugar a una distancia aguas abajo de los capilares de hilado entre aproximadamente 0,1 cm y aproximadamente 20 cm y, por ejemplo, se efectuar en un baño de agua a una temperatura entre 5 °C y aproximadamente 95 °C, en particular entre aproximadamente 25 °C y aproximadamente 30 °C, o en el aire o en otro gas o mezcla de gases a una temperatura entre aproximadamente -100 °C y aproximadamente 200 °C puede tener lugar.[0020] Once the filaments have been shaped by means of the spinning capillaries, their cooling can optionally be provided, which can take place at a distance downstream of the spinning capillaries between approximately 0.1 cm and approximately 20 cm and, for example, be carried out in a water bath at a temperature between 5 °C and about 95 °C, in particular between about 25 °C and about 30 °C, or in air or in another gas or mixture of gases at a temperature between about -100 °C and about 200 °C it can take place.
[0021] A continuación, el filamento resultante se extrae de los capilares de hilado, por ejemplo, por medio de un juego adecuado de cilindros guía, estableciéndose convenientemente velocidades de extracción entre aproximadamente 1 m/min y aproximadamente 200 m/min, en particular entre aproximadamente 1 m/min y aproximadamente 120 m/min, preferentemente entre aproximadamente 5 m/min y aproximadamente 50 m/min, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 20 m/min. La velocidad de extracción debe seleccionarse preferentemente de modo que el grado de estiramiento sea mayor que 1 en comparación con la velocidad de salida de la masa de hilado de la boquilla, lo que da como resultado una mayor cristalinidad del filamento con estabilidad mecánica, resistencia a la flexión y recuperación de la flexión mejoradas. Además, el grado de estiramiento seleccionado de esta manera mejora la uniformidad del diámetro de los filamentos.[0021] The resulting filament is then drawn from the spinning capillaries, for example, by means of a suitable set of guide rollers, with draw speeds conveniently set between about 1 m/min and about 200 m/min, in particular between about 1 m/min and about 120 m/min, preferably between about 5 m/min and about 50 m/min, for example, in the range of about 20 m/min. The withdrawal speed should preferably be selected so that the degree of stretching is greater than 1 compared to the speed of exit of the spinning mass from the nozzle, which results in a higher crystallinity of the filament with mechanical stability, resistance to Enhanced flex and flex recovery. Furthermore, the degree of stretching selected in this way improves the uniformity of the diameter of the filaments.
[0022] Inmediatamente después, se llevan a cabo uno o más estiramientos de filamentos, por ejemplo, entre diferentes juegos de cilindros guía con un factor de estiramiento total convenientemente entre aproximadamente 1:2 y aproximadamente 1:15, en particular entre aproximadamente 1:3 y aproximadamente 1:15, preferentemente entre aproximadamente 1:4 y aproximadamente 1:8, por ejemplo, en el intervalo entre aproximadamente 1:4,8. En este contexto, puede preverse ventajosamente que una o cada etapa de estiramiento sea seguida de una etapa de relajación o fijación en la que se puedan reducir las tensiones acumuladas en el filamento manteniendo la tensión de tracción correspondiente, lo que conduce a un factor de contracción, en particular entre aproximadamente 1: 0,7 y aproximadamente 1: 0,99, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 1:0,88. Las etapas individuales de estiramiento y relajación se pueden llevar a cabo, por ejemplo, con la ayuda de aire caliente o vapor a temperaturas de hasta aproximadamente 270 °C, en particular a temperaturas de hasta aproximadamente 250 °C, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 220 °C.[0022] Immediately thereafter, one or more filament draws are carried out, for example, between different sets of guide rolls with a total draw factor conveniently between about 1:2 and about 1:15, in particular between about 1: 3 and about 1:15, preferably between about 1:4 and about 1:8, eg, in the range of about 1:4.8. In this context, it can be advantageously envisaged that one or each stretching step is followed by a relaxation or fixing step in which the stresses accumulated in the filament can be reduced by maintaining the corresponding tensile stress, which leads to a shrinkage factor. , in particular between about 1:0.7 and about 1:0.99, for example in the range of about 1:0.88. The individual stretching and relaxation steps can be carried out, for example, with the aid of hot air or steam at temperatures up to about 270 °C, in particular at temperatures up to about 250 °C, for example in the range from about 180 °C to about 220 °C.
[0023] Posteriormente, opcionalmente se pueden aplicar a los filamentos lubricantes, agentes antiestáticos, agentes de tupidez y similares para mejorar su procesabilidad, con un método de aplicación preferido utilizando un rodillo de acabado a una velocidad ajustable, sobre el cual discurren los filamentos de forma aislada o agrupada.[0023] Subsequently, lubricants, antistatic agents, bulking agents and the like can optionally be applied to the filaments to improve their processability, with a preferred method of application using a finishing roller at an adjustable speed, on which the filaments run. isolated or grouped.
[0024] Los filamentos producidos pueden alimentarse a continuación a una forma de almacenamiento adecuada, por ejemplo enrollados, para colocar el filamento en una bobina o carrete, por ejemplo, en forma redonda, alargada u otra para poder tener en stock. Opcionalmente, los haces de filamentos producidos también se pueden convertir en una forma de hebra. En cualquier caso, se puede llevar a cabo un envasado posterior, por ejemplo, cubriéndolo con una manguera o envolviéndolo con, por ejemplo, papel o plástico. Opcionalmente, se lleva a cabo una fijación final de los filamentos, por ejemplo en forma de termofijación de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 220 °C en un horno de templado durante aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 30 horas o mediante un tratamiento en un autoclave durante de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 24 horas, preferentemente antes del envasado.[0024] The produced filaments may then be fed into a suitable storage form, eg coiled, to place the filament on a spool or spool, eg in round, elongated or other form for stocking. Optionally, the produced filament bundles can also be converted into a strand form. In any case, subsequent packaging can be carried out, for example by covering it with a hose or wrapping it with, for example, paper or plastic. Optionally, a final fixation of the filaments is carried out, for example in the form of heat setting at about 60 °C to about 220 °C in a quenching oven for about 5 minutes to about 30 hours or by autoclaving for from about 10 minutes to about 24 hours, preferably before packaging.
[0025] Finalmente, los filamentos producidos se cortan a las cerdas en un dispositivo de corte.[0025] Finally, the produced filaments are cut to bristles in a cutting device.
[0026] Cualquier reticulación de la matriz polimérica de los filamentos puede suprimirse mediante una combinación de parámetros de proceso adaptados tales como temperatura, cizallamiento, relación de flujo, tensión de hilado, grado de estiramiento, fijación y tiempo de permanencia.[0026] Any crosslinking of the polymeric matrix of the filaments can be suppressed by a combination of adapted process parameters such as temperature, shear, flow ratio, spinning tension, degree of stretch, fixation and residence time.
[0027] En una realización ventajosa, puede estar previsto que la matriz polimérica del filamento de plástico contenga al menos aproximadamente el 80 % en masa, por ejemplo, al menos aproximadamente el 85 % en masa, en particular al menos aproximadamente el 90 % en masa, por ejemplo, al menos aproximadamente el 95 % en masa, preferentemente aproximadamente el 100 %, con respecto a la matriz polimérica completa, de la al menos una policetona alifática termoplástica que está compuesta de unidades de monóxido de carbono y de alquilo. [0027] In an advantageous embodiment, provision may be made for the polymer matrix of the plastic filament to contain at least approximately 80% by mass, for example at least approximately 85% by mass, in particular at least approximately 90% by mass. mass, for example, at least about 95% by mass, preferably about 100%, with respect to the entire polymeric matrix, of the at least one thermoplastic aliphatic polyketone that is composed of carbon monoxide and alkyl units.
[0028] En una realización ventajosa adicional, la al menos una policetona alifática termoplástica es una policetona del grupo de copolímeros de etileno/CO, copolímeros de propileno/CO, terpolímeros de etileno/propileno / CO y mezclas poliméricas de los mismos. Estos últimos tienen la fórmula estructural general,[0028] In a further advantageous embodiment, the at least one thermoplastic aliphatic polyketone is a polyketone from the group of ethylene/CO copolymers, propylene/CO copolymers, ethylene/propylene/CO terpolymers and polymer blends thereof. The latter have the general structural formula,
O OOR OR
C-CH2-CH2- C-CH-CH2hC-CH2-CH2- C-CH-CH2h
i i íi
RR
en la que R es un grupo metilo monovalente (grupo CH3). Como ya se mencionó, las unidades de etil-CO y las unidades de propil-CO no necesariamente tienen que estar dispuestas exclusivamente de forma alterna y el grupo metilo monovalente "R" de la unidad de propilo anterior también puede estar unido al átomo de carbono adyacente del grupo CH2 anterior (-[CO-CH2-CHR-]n-), por ejemplo, en una distribución principalmente estadística en la molécula.in which R is a monovalent methyl group (CH 3 group). As already mentioned, the ethyl-CO units and the propyl-CO units do not necessarily have to be exclusively arranged alternately and the monovalent methyl group "R" of the above propyl unit can also be attached to the carbon atom adjacent to the above CH 2 group (-[CO-CH 2 -CHR-]n-), eg, in a mostly random distribution in the molecule.
[0029] En términos de ingeniería de proceso, en consecuencia, se puede prever en este contexto que la al menos una policetona alifática termoplástica según la etapa (a) se seleccione del grupo de copolímeros de etileno/CO, copolímeros de propileno/CO, terpolímeros de etileno/propileno/CO y mezclas poliméricas de los mismos.[0029] In terms of process engineering, it can therefore be envisaged in this context that the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) is selected from the group of ethylene/CO copolymers, propylene/CO copolymers, ethylene/propylene/CO terpolymers and polymer blends thereof.
[0030] Como también ya se mencionó, la invención ofrece en particular la posibilidad de un diseño muy delgado de las cerdas, por lo que preferentemente se puede prever que el diámetro máximo del filamento de plástico esté entre aproximadamente 0,01 mm y aproximadamente 0,11 mm, en particular entre aproximadamente 0,01 mm y aproximadamente 0,08 mm, preferentemente entre aproximadamente 0,01 mm y aproximadamente 0,06 mm, por ejemplo entre aproximadamente 0,02 mm y aproximadamente 0,06 mm.[0030] As also already mentioned, the invention offers in particular the possibility of a very thin design of the bristles, whereby the maximum diameter of the plastic filament can preferably be provided to be between approx. 0.01 mm and approx. 0.11 mm, in particular between about 0.01 mm and about 0.08 mm, preferably between about 0.01 mm and about 0.06 mm, for example between about 0.02 mm and about 0.06 mm.
[0031] Además, en el caso de una cerda según la invención, se puede prever ventajosamente que la al menos una policetona alifática termoplástica presente al menos uno de los siguientes parámetros de material:[0031] In addition, in the case of a bristle according to the invention, it can advantageously be provided that the at least one thermoplastic aliphatic polyketone has at least one of the following material parameters:
- una temperatura de fusión entre aproximadamente 180 °C y aproximadamente 250 °C, en particular entre 190 y 230 °C, preferentemente entre aproximadamente 197 ° C y aproximadamente 223 °C;- a melting temperature between about 180°C and about 250°C, in particular between 190 and 230°C, preferably between about 197°C and about 223°C;
- un índice de fluidez en estado fundido (Melt Flow Index, MFI) entre aproximadamente 1 g/10 min y aproximadamente 350 g/10 min, en particular entre aproximadamente 2 g/10 min y aproximadamente 300 g/10 min, preferentemente entre aproximadamente 6 g/10 min y aproximadamente 60 g/10 min, determinado según las normas ASTM D1238 e ISO 1133 a una temperatura de 240 °C y 21,6 N;- a melt flow index (MFI) between about 1 g/10 min and about 350 g/10 min, in particular between about 2 g/10 min and about 300 g/10 min, preferably between about 6 g/10 min and approximately 60 g/10 min, determined according to ASTM D1238 and ISO 1133 at a temperature of 240 °C and 21.6 N;
- una resistencia a la tracción a la fluencia (tensile strength at yield) entre aproximadamente 35 MPa y aproximadamente 70 MPa, en particular entre aproximadamente 43 MPa y 63 aproximadamente MPa, determinada según la norma ASTM D638 a 23 °C; y- a tensile strength at yield (tensile strength at yield) between approximately 35 MPa and approximately 70 MPa, in particular between approximately 43 MPa and approximately 63 MPa, determined according to the ASTM D638 standard at 23 °C; and
- un módulo de flexión entre aproximadamente 450 MPa y aproximadamente 2750 MPa, en particular entre aproximadamente 650 MPa y aproximadamente 2350 MPa, preferentemente entre aproximadamente 650 MPa y aproximadamente 2000 MPa, determinado según la norma ASTM D790 a 23 °C.- a flexural modulus between about 450 MPa and about 2750 MPa, in particular between about 650 MPa and about 2350 MPa, preferably between about 650 MPa and about 2000 MPa, determined according to ASTM D790 at 23°C.
[0032] Como ya se ha indicado, la matriz polimérica del filamento de plástico a base de policetonas termoplásticas, que se componen de unidades de monóxido de carbono y de alquilo, puede contener convenientemente hasta aproximadamente el 10 % en masa, en particular hasta aproximadamente el 5 % en masa, preferentemente hasta aproximadamente el 4 % en masa, por ejemplo, hasta aproximadamente el 3 % en masa o solamente hasta aproximadamente el 2 % en masa, respectivamente con respecto a la matriz polimérica completa, del al menos un aditivo del grupo de los antioxidantes y estabilizantes a UV, en la que en muchos casos también puede ser suficiente que la matriz polimérica contenga hasta aproximadamente un 1 % en masa de al menos uno de los aditivos mencionados anteriormente.[0032] As already indicated, the polymeric matrix of the plastic filament based on thermoplastic polyketones, which are composed of carbon monoxide and alkyl units, can conveniently contain up to about 10% by mass, in particular up to about 5% by mass, preferably up to about 4% by mass, for example up to about 3% by mass or only up to about 2% by mass, respectively with respect to the entire polymeric matrix, of the at least one additive of the group of antioxidants and UV stabilizers, in which in many cases it may also be sufficient for the polymeric matrix to contain up to approximately 1% by mass of at least one of the aforementioned additives.
[0033] Con respecto a tales aditivos, por las razones mencionadas anteriormente, preferentemente se puede prever que el al menos un aditivo del grupo de antioxidantes y estabilizantes a UV comprenda al menos un aditivo del grupo de fenoles estéricamente impedidos, HALS (fotoestabilizante de amina impedida) y fosfitos.[0033] With regard to such additives, for the reasons mentioned above, it can preferably be provided that the at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers comprises at least one additive from the group of sterically hindered phenols, HALS (high amine light stabilizer). impeded) and phosphites.
[0034] Como antioxidantes, que se puede añadir la matriz polimérica del filamento de plástico, por ejemplo, con una proporción ventajosa entre aproximadamente el 0,1 % en masa y aproximadamente el 5 % en masa, preferentemente entre aproximadamente el 0,5 % en masa y aproximadamente el 3 % en masa, según la invención en particular se pueden utilizar fenoles estéricamente impedidos y/o HALS (fotoestabilizantes de amina impedida) y/o fosfitos, que opcionalmente se pueden combinar con coestabilizantes. Los antioxidantes basados en fenol estéricamente impedido útiles incluyen monofenoles alquilados estéricamente impedidos, por ejemplo, 2,6-di-tercbutil-4-metilfenol o 2,6-di-terc-butil-4-metoxifenol, alquiltiometilfenoles estéricamente impedidos, por ejemplo, 2,4-di-octiltiometil-6-terc-butilfenol, tiodifeniléteres hidroxilados estéricamente impedidos, por ejemplo, 2,2'-tio-bis(6-terc-butil-4-metilfenol), 4,4'-tio-bis-(6-terc-butil-3-metilfenol), 4,4'-tio-bis-(6-terc-butil-2-metilfenol), 4,4'-tio-bis-(3,6-di-sec-amilfenol), 4,4'-bis-(2,6-dimetil-4-hidroxifenil)disulfuro, alquilidenbisfenoles estéricamente impedidos, por ejemplo, 2,2'-metilen-bis-(6-terc-butil-4-metilfenol, bencilfenoles estéricamente impedidos, por ejemplo, 3,5,3',5'-tetra-terc-butil-4,4'-dihidroxidibenciléter, malonatos hidroxibencilados estéricamente impedidos, por ejemplo, dioctadecil-2,2-bis-(3,5-di-terc-butil-2-hidroxi-bencil)-malonato o bis-(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidil)-[[3,5-bis-(1,1-dimetiletil)-4-hidroxifenil]metil]-2-butilmalonato, hidroxibencilaromáticos estéricamente impedidos, por ejemplo, 1,3,5-tris-(3,5-di-terc-butil)-4-hidroxi-bencil)-2,4,6-trimetilbenceno, 1,4-bis-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)-2,3,5,6-tetrametilbenceno, 2,4,6-tris-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)-fenol, compuestos fenólicos de triazina estéricamente impedidos, por ejemplo, 2,4-bis-octilmercapto-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxianilino)-1,3,5-triazina, 2,4-bis-[[4-(2-etil-hexiloxi))-2-hidroxi]-fenil]-6-(4-metoxifenil)-1,3,5-triazina o 2-(4,6-bis-(2,4-dimetilfenil)-1,3,5-triazin-2-il-5-(3-((2-etilhexil)oxi)-2-hidroxipropoxi-fenol, bencilfosfonatos fenólicos estéricamente impedidos, por ejemplo, dimetil-2,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilfosfonato, éster del ácido N-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)-carbámico, ésteres del ácido l3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propiónico con alcoholes monohidroxilados o polihidroxilados, ésteres del ácido l3-(5-terc-butil-4-hidroxi-3-metilfenil)propiónico con alcoholes monohidroxilados o polihidroxilados, ésteres del ácido l3-(3,5-diciclohexil-4-hidroxifenil)propiónico con alcoholes monohidroxilados o polihidroxilados, ésteres del ácido 3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenilacético con alcoholes monohidroxilados o polihidroxilados, amidas del ácido l3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propiónico, tales como N,N'-bis-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-fenilpropionil)-hexametilendiamina, N,N'-bis-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-fenilpropionil)-trimetilendiamina o N,N'-bis-(3,5-di-tercbutil-4-hidroxifenilpropionil)-hidrazina. Otros ejemplos de fenoles del tipo mencionado anteriormente incluyen 3,9-bis-[2,4-bis-(1-metil-1-feniletil)fenoxi]-2,4,8,10-tetra-oxa-3,9-difosfaespiro[5.5]undecano, 3,9-bis-[2-[3-(3-terc-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetiletil]-2,4,8,10-tetraoxaespiro[5,5]undecano, p-tercamilfenolformaldehído, 13-dicetonas de la condensación de acetofenonas y un éster de ácido octadecanoico, bis[2-(terc-butil-6-[[3-terc-butil-2-hidroxi-5metilfenil]metil]-4-metil-fenil]-1,4-bencenodicarboxilato y 1,2-bis[3,3-bis-(3-tercbutil-4-hidroxifenil)butanat]etileno. Los coestabilizantes ventajosos incluyen, por ejemplo, fosfitos orgánicos y/o fosfonitos orgánicos, por ejemplo, 5-butil-5-etil-2-(2,4,6-tris-terc-butil-fenoxi)-1,3-dioxa-2-fosforinano, dietilfosfonoacetato de etilo o 2,2'-etiliden-bis-(4,6-di-terc-butilfenil)fluorofosfonita, que son coestabilizantes de antioxidantes conocidos per se.[0034] As antioxidants, which can be added to the polymeric matrix of the plastic filament, for example, with an advantageous proportion between about 0.1% by mass and about 5% by mass, preferably between about 0.5% by mass and about 3% by mass, according to the invention in particular sterically hindered phenols and/or HALS (hindered amine light stabilizers) and/or phosphites can be used, which can optionally be combined with co-stabilizers. Useful hindered phenol-based antioxidants include sterically hindered alkylated monophenols, eg, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol or 2,6-di-tert-butyl-4-methoxyphenol, sterically hindered alkylthiomethylphenols, eg, 2,4-di-octylthiomethyl-6-tert-butylphenol, sterically hindered hydroxylated thiodiphenyl ethers, eg 2,2'-thio-bis(6-tert-butyl-4-methylphenol), 4,4'-thio-bis -(6-tert-butyl-3-methylphenol), 4,4'-thio-bis-(6-tert-butyl-2-methylphenol), 4,4'-thio-bis-(3,6-di- sec-amylphenol), 4,4'-bis-(2,6-dimethyl-4-hydroxyphenyl)disulfide, sterically hindered alkylidenebisphenols, e.g. eg, 2,2'-methylene-bis-(6-tert-butyl-4-methylphenol, sterically hindered benzylphenols, eg, 3,5,3',5'-tetra-tert-butyl-4,4'- dihydroxydibenzylether, sterically hindered hydroxybenzylated malonates, eg dioctadecyl-2,2-bis-(3,5-di-tert-butyl-2-hydroxy-benzyl)-malonate or bis-(1,2,2,6,6 -pentamethyl-4-piperidyl)-[[3,5-bis-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]methyl]-2-butylmalonate, sterically hindered hydroxybenzylaromatics, e.g. 1,3,5-tris- (3,5-di-tert-butyl)-4-hydroxy-benzyl)-2,4,6-trimethylbenzene, 1,4-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-2 ,3,5,6-tetramethylbenzene, 2,4,6-tris-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-phenol, sterically hindered triazine phenolic compounds, eg 2,4-bis -octylmercapto-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyanilino)-1,3,5-triazine, 2,4-bis-[[4-(2-ethyl-hexyloxy))-2-hydroxy] -phenyl]-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine or 2-(4,6-bis-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin-2-yl-5 -(3-((2-ethylhexyl)oxy)-2-hydroxypropoxy-phenol, benzylphosphone sterically hindered phenolic compounds, for example, dimethyl-2,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, N-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-carbamic acid esters, l3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionic acid with monohydric or polyhydric alcohols, esters of l3-(5-tert-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)propionic acid with monohydric or polyhydric alcohols , l3-(3,5-dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propionic acid esters with monohydric or polyhydric alcohols, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylacetic acid esters with monohydric or polyhydric alcohols, l3 acid amides -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionic, such as N,N'-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-phenylpropionyl)-hexamethylenediamine, N,N '-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-phenylpropionyl)-trimethylenediamine or N,N'-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)-hydrazine. Other examples of phenols of the type mentioned above include 3,9-bis-[2,4-bis-(1-methyl-1-phenylethyl)phenoxy]-2,4,8,10-tetra-oxa-3,9- diphosphaspiro[5.5]undecane, 3,9-bis-[2-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1-dimethylethyl]-2,4,8,10 -tetraoxaspiro[5.5]undecane, p-tert-butylphenolformaldehyde, 13-diketones from the condensation of acetophenones and an ester of octadecanoic acid, bis[2-(tert-butyl-6-[[3-tert-butyl-2-hydroxy -5-methylphenyl]methyl]-4-methyl-phenyl]-1,4-benzenedicarboxylate and 1,2-bis[3,3-bis-(3-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)butanat]ethylene Advantageous co-stabilizers include, for example organic phosphites and/or organic phosphonites, for example, 5-butyl-5-ethyl-2-(2,4,6-tris-tert-butyl-phenoxy)-1,3-dioxa-2-phosphorinane, diethylphosphonoacetate ethyl or 2,2'-ethylidene-bis-(4,6-di-tert-butylphenyl)fluorophosphonite, which are co-stabilizers of antioxidants known per se.
[0035] Ejemplos de estabilizantes a UV preferidos incluyen compuestos absorbentes de UV tales como benzofenonas, por ejemplo, 4-terc-butil-2-(5-terc-butil-2-oxo-3H-benzofuran-3-il)fenil-3,5-di-terc-butil-4-hidroxibenzoato y benzotriazoles, por ejemplo, 2(2'-hidroxi-5'-metilfenil)benzotriazol, 7,9-alquil-3-[3-(2H-benzotriazol-2-il)-5-(1,1-dimetiletil)-4-hidroxifenil]propionato, 2-(4,6-difenil-1,3,5-triazin-2-il)-5-hexiloxi) fenol o éster del ácido 3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-3-fenilpropiónico de la 1,3,5-tris(2-hidroxietil)-S-triazina-2,4,6-(1H,3H,5H)triona, triazinas, en particular hidroxifeniltriazinas, por ejemplo, 2,4-bis-[[4-(2-etil-hexiloxi)-2-hidroxi]-fenil]-6-(4-metoxifenil)-1,3,5-triazina o 2-(4,6-bis-(2,4-dimetilfenil)-1,3,5-triazin-2-il-5-(3-((2-etilhexil)oxi)-2-hidroxipropoxifenol, así como compuestos del tipo HALS ( "fotoestabilizante de amina impedida"), por ejemplo, ácido bis-(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil)-1,10-decanodioico, N,N'-propan-1,3-diil-bis-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-3-fenilpropionamida) o similares.[0035] Examples of preferred UV stabilizers include UV-absorbing compounds such as benzophenones, for example, 4-tert-butyl-2-(5-tert-butyl-2-oxo-3H-benzofuran-3-yl)phenyl- 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoate and benzotriazoles, eg 2(2'-hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazole, 7,9-alkyl-3-[3-(2H-benzotriazole-2 -yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]propionate, 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-hexyloxy)phenol or ester of 1,3,5-tris(2-hydroxyethyl)-S-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H) 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-3-phenylpropionic acid trione, triazines, in particular hydroxyphenyltriazines, eg 2,4-bis-[[4-(2-ethyl-hexyloxy)-2-hydroxy]-phenyl]-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5 -triazine or 2-(4,6-bis-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin-2-yl-5-(3-((2-ethylhexyl)oxy)-2-hydroxypropoxyphenol, as well as compounds of the HALS ("hindered amine light stabilizer") type, for example, bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-1,10-decanedioic acid, N,N'-propan- 1,3-diyl-bis-(3,5-di-tert-butyl -4-hydroxy-3-phenylpropionamide) or the like.
[0036] Además, con una cerda según la invención, por supuesto, se puede prever que la matriz polimérica del filamento de plástico contenga al menos otro adicional del grupo de pigmentos y colorantes, cargas, agentes matificantes, agentes reforzantes, aceleradores de cristalización, lubricantes y agentes antiestáticos, que son en particular fisiológicamente inocuos y su proporción se basa en las proporciones habitualmente añadidas, que dependen principalmente del tipo de aditivo en cuestión. En términos de ingeniería de procesos, se puede prever en este contexto que la cantidad deseada respectivamente de al menos otro adicional del tipo mencionado anteriormente se añada a la al menos una policetona alifática termoplástica según la etapa (a) o que un lote maestro ya contenga el aditivo respectivo. Lo mismo se aplica, por supuesto, a los aditivos del grupo de antioxidantes y estabilizantes a UV que son obligatorios según la invención.[0036] In addition, with a bristle according to the invention, it can of course be provided that the polymeric matrix of the plastic filament contains at least one other from the group of pigments and dyes, fillers, mattifying agents, reinforcing agents, crystallization accelerators, lubricants and antistatic agents, which are in particular physiologically innocuous and their proportion is based on the proportions usually added, which depend mainly on the type of additive in question. In terms of process engineering, it can be envisaged in this context that the respective desired amount of at least one other additive of the type mentioned above is added to the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) or that a master batch already contains the respective additive. The same applies, of course, to the additives from the group of antioxidants and UV stabilizers which are mandatory according to the invention.
[0037] Para la coloración del filamento de plástico según la invención se pueden utilizar, preferentemente, colorantes a base de pigmentos inorgánicos o tintes orgánicos, que, por ejemplo, que pueden añadirse, por ejemplo, en forma de lote maestro con un material de soporte adecuado durante la extrusión (etapa (b) del procedimiento según la invención). Los ejemplos de pigmentos preferidos incluyen negro de humo, dióxido de titanio u óxidos de hierro. Los ejemplos de tintes preferidos incluyen tintes aniónicos, tintes de ácidos, tintes de complejos metálicos, tintes catiónicos o básicos y tintes de dispersión.[0037] For the coloring of the plastic filament according to the invention, dyes based on inorganic pigments or organic dyes can preferably be used, which, for example, can be added, for example, in the form of a master batch with a starting material. suitable support during extrusion (step (b) of the process according to the invention). Examples of preferred pigments include carbon black, titanium dioxide, or iron oxides. Examples of preferred dyes include anionic dyes, acid dyes, metal complex dyes, cationic or basic dyes, and dispersion dyes.
[0038] Los ejemplos de cargas preferidas incluyen carbonatos, tales como, por ejemplo, tiza o dolomita, silicatos, tales como, por ejemplo, talco, mica, caolín o sulfatos, tales como, por ejemplo, barita u óxidos e hidróxidos, tales como, por ejemplo, harinas de cuarzo, sílice cristalina, hidróxidos de aluminio o magnesio u óxidos de magnesio, zinc o calcio.[0038] Examples of preferred fillers include carbonates, such as, for example, chalk or dolomite, silicates, such as, for example, talc, mica, kaolin, or sulfates, such as, for example, barite, or oxides and hydroxides, such as such as, for example, quartz flours, crystalline silica, aluminum or magnesium hydroxides or oxides of magnesium, zinc or calcium.
[0039] Un ejemplo de un agente matificante preferido es el dióxido de titanio; los ejemplos de aceleradores de cristalización preferidos incluyen ésteres de ácido carboxílico.[0039] An example of a preferred matting agent is titanium dioxide; examples of preferred crystallization accelerators include carboxylic acid esters.
[0040] Los ejemplos de lubricantes preferidos incluyen ceras poliolefínicas, ácidos grasos o sus sales, alcoholes grasos, ásteres de ácidos grasos, siliconas, polisiloxanos y, en particular, PMSQ, como se describen en el documento EP 2933361 A1.[0040] Examples of preferred lubricants include polyolefin waxes, fatty acids or their salts, alcohols fatty acids, fatty acid esters, silicones, polysiloxanes and, in particular, PMSQ, as described in EP 2933361 A1.
[0041] Los ejemplos de agentes antiestáticos preferidos incluyen negro de humo, grafito, grafeno, nanotubos de carbono (carbon nano tubes CNT) o partículas metálicas.[0041] Examples of preferred antistatic agents include carbon black, graphite, graphene, carbon nanotubes (CNTs), or metal particles.
[0042] Los ejemplos de coadyuvantes de procesamiento preferidos incluyen ceras o ácidos carboxílicos de cadena más larga incluyendo sus sales, ésteres o éteres alifáticos y aromáticos.[0042] Examples of preferred processing aids include longer chain carboxylic acids or waxes including their aliphatic and aromatic salts, esters or ethers.
[0043] Como ya se indicó, en combinaciones de las policetonas alifáticas termoplásticas con otros polímeros termoplásticos seleccionados, los componentes poliméricos individuales pueden complementarse entre sí de manera sinérgica, por lo que los filamentos de plástico pueden tener excelentes propiedades mecánicas, tales como un alto módulo de elasticidad, baja fluencia, baja tendencia a combarse, etc., y debido a la policetona alifática termoplástica, en particular, una alta rigidez a la flexión y una mayor resistencia a la abrasión para poder hacer el filamento de plástico muy delgado. Según un desarrollo adicional de una cerda según la invención, por lo tanto, se puede prever que la matriz polimérica del filamento de plástico contenga hasta aproximadamente el 30 % en masa, por ejemplo, hasta aproximadamente el 25 % en masa, en particular hasta el 20 % en masa, por ejemplo, hasta aproximadamente el 15 % en masa, preferentemente hasta aproximadamente el 10 % en masa, por ejemplo, hasta aproximadamente un 5 % en masa, con respecto a la matriz polimérica completa, de al menos un polímero termoplástico adicional.[0043] As already indicated, in combinations of the thermoplastic aliphatic polyketones with other selected thermoplastic polymers, the individual polymeric components can complement each other synergistically, whereby the plastic filaments can have excellent mechanical properties, such as high modulus of elasticity, low creep, low tendency to sag, etc., and due to the thermoplastic aliphatic polyketone, in particular, high bending stiffness and higher abrasion resistance to be able to make the plastic filament very thin. According to a further development of a bristle according to the invention, it can therefore be envisaged that the polymer matrix of the plastic filament contains up to about 30% by mass, for example up to about 25% by mass, in particular up to 20% by mass, eg up to about 15% by mass, preferably up to about 10% by mass, eg up to about 5% by mass, based on the entire polymer matrix, of at least one thermoplastic polymer additional.
[0044] El al menos un polímero termoplástico adicional puede seleccionarse preferentemente del grupo de poliolefinas, poliésteres, poliamidas, polioximetilenos, poliuretanos, polifenilensulfuros, polifenilensulfonas, polietersulfonas, polifenilenéteres, polifenilencetonas, polifenilenetercetonas, polieterimidas, polieteretercetonas, elastómeros termoplásticos, en particular en forma de poliuretanos termoplásticos, poliésteres y/o poliamidas, y polímeros cristalinos líquidos, entendiéndose que también pueden utilizarse varios representantes de los polímeros mencionados anteriormente. Estos otros polímeros son principalmente polímeros conocidos per se que ya se utilizan en el estado de la técnica para la producción de filamentos.[0044] The at least one additional thermoplastic polymer can preferably be selected from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylenesulfides, polyphenylenesulfones, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylketones, polyphenylene ether ketones, polyetherimides, polyetherether ketones, thermoplastic elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and/or polyamides, and liquid crystalline polymers, it being understood that various representatives of the aforementioned polymers may also be used. These other polymers are mainly polymers known per se that are already used in the state of the art for the production of filaments.
[0045] Los ejemplos de poliolefinas incluyen homopolímeros o copolímeros que se derivan de etileno y/o propileno, opcionalmente en combinación con otros hidrocarburos alifáticos etilénicamente insaturados, tales como a-olefinas que tienen de cuatro a ocho átomos de carbono. El polietileno y el polipropileno pueden estar presentes a diferentes densidades y cristalinidades.[0045] Examples of polyolefins include homopolymers or copolymers derived from ethylene and/or propylene, optionally in combination with other ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbons, such as α-olefins having from four to eight carbon atoms. Polyethylene and polypropylene can be present at different densities and crystallinities.
[0046] Los ejemplos de poliésteres incluyen polímeros termoplásticos que se derivan de ácidos dicarboxílicos alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos o sus derivados formadores de poliéster, tales como, por ejemplo, ésteres de alquilo y de alcoholes dihidroxilados alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, tales como, por ejemplo, etilenglicol, 1,3-propilenglicol y/o butilenglicol. Otros ejemplos de poliésteres incluyen poliésteres elastoméricos termoplásticos (TPE-C), tales como, por ejemplo, poliésteres que contienen unidades estructurales de tereftalato de butileno repetidas y que contienen unidades estructurales de tereftalato de polibutilenglicol repetidas. Preferentemente, se pueden usar homopolímeros o copolímeros de poliéster aromático-alifático, tales como, por ejemplo, homopolímeros o copolímeros de tereftalato de polibutileno que contienen unidades de tereftalato de butileno. Por lo tanto, tales polímeros preferidos se derivan de butilenglicol y opcionalmente otros alcoholes y de ácido tereftálico o sus derivados formadores de poliéster, tales como ésteres o cloruros de ácido tereftálico. Además o en lugar de 1,4-butanodiol, tales poliésteres pueden contener unidades estructurales derivadas de otros alcoholes dihidroxilados adecuados, en los que representantes típicos de los cuales incluyen dioles alifáticos y/o cicloalifáticos, por ejemplo 1,2-etanodiol, 1,3-propanodiol, 1,2-ciclohexanodimetanol o mezclas de los mismos. Además o en lugar de ácido tereftálico o sus derivados formadores de poliéster, tales poliésteres pueden contener unidades estructurales derivadas de otros ácidos dicarboxílicos adecuados o sus derivados formadores de poliéster, en los que representantes típicos de los cuales incluyen ácidos dicarboxílicos aromáticos y/o alifáticos y/o cicloalifáticos, por ejemplo ácido naftalenodicarboxílico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido ciclohexanodicarboxílico, ácido sebácico o mezclas de los mismos. Por consiguiente, también puede estar hecho de filamentos de plástico que contengan otros poliésteres, tales como, por ejemplo, tereftalato de polibutileno, tereftalato de polietileno, tereftalato de polipropileno, homopolímero o copolímeros de naftalato de polietileno que contienen unidades de naftalato de etileno. Los componentes de copoliésteres termoplásticos incluyen preferentemente los dioles y ácidos dicarboxílicos mencionados anteriormente, o derivados formadores de poliéster estructurados de forma correspondiente. Se da preferencia a la utilización de poliésteres cuyas viscosidades en solución (valores IV) son al menos aproximadamente 0,60 dl/g, en particular entre aproximadamente 0,80 dl/g y aproximadamente 1,05 dl/g, preferentemente entre aproximadamente 0,80 dl/g y aproximadamente 0,95 dl/g , respectivamente medidas a 25 °C en ácido dicloroacético (DCE)).[0046] Examples of polyesters include thermoplastic polymers that are derived from aliphatic, cycloaliphatic and/or aromatic dicarboxylic acids or their polyester-forming derivatives, such as, for example, alkyl esters of aliphatic, cycloaliphatic and/or aromatic dihydric alcohols , such as, for example, ethylene glycol, 1,3-propylene glycol and/or butylene glycol. Other examples of polyesters include thermoplastic elastomeric polyesters (TPE-C), such as, for example, polyesters containing repeating butylene terephthalate framework units and repeating polybutylene glycol terephthalate framework units. Preferably, aromatic-aliphatic polyester homopolymers or copolymers can be used, such as, for example, polybutylene terephthalate homopolymers or copolymers containing butylene terephthalate units. Therefore, such preferred polymers are derived from butylene glycol and optionally other alcohols and from terephthalic acid or its polyester-forming derivatives, such as esters or chlorides of terephthalic acid. In addition to or instead of 1,4-butanediol, such polyesters may contain structural units derived from other suitable dihydric alcohols, typical representatives of which include aliphatic and/or cycloaliphatic diols, for example 1,2-ethanediol, 1, 3-propanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol or mixtures thereof. In addition to or instead of terephthalic acid or its polyester-forming derivatives, such polyesters may contain structural units derived from other suitable dicarboxylic acids or their polyester-forming derivatives, typical representatives of which include aromatic and/or aliphatic dicarboxylic acids and /or cycloaliphatic, for example naphthalenedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, sebacic acid or mixtures thereof. Consequently, it can also be made of plastic filaments containing other polyesters, such as, for example, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene naphthalate homopolymer or copolymers containing ethylene naphthalate units. The thermoplastic copolyester components preferably include the aforementioned diols and dicarboxylic acids, or correspondingly structured polyester-forming derivatives. Preference is given to the use of polyesters whose solution viscosities (IV values) are at least about 0.60 dl/g, in particular between about 0.80 dl/g and about 1.05 dl/g, preferably between about 0. 80 dl/g and about 0.95 dl/g, respectively measured at 25 °C in dichloroacetic acid (DCE)).
[0047] Los ejemplos de poliamidas incluyen polímeros termoplásticos que se derivan de ácidos dicarboxílicos alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos o sus derivados formadores de poliamidas, tales como, por ejemplo, sus sales, y de aminas divalentes alifáticas, cicloalifáticas y/o aromáticas, tales como, por ejemplo, hexametilendiamina. Otros ejemplos de poliamidas incluyen poliamidas termoplásticas-elastoméricas (TPE-A), por ejemplo poliamidas que contienen unidades estructurales de hexametilen tereftalamida repetidas y que contienen unidades estructurales de polietilenglicol tereftalamida repetidas. Las poliamidas utilizadas preferentemente incluyen, en particular, poliamidas alifáticas parcialmente cristalinas, que se pueden producir a partir de diaminas alifáticas y ácidos dicarboxílicos alifáticos y/o lactamas cicloalifáticas con al menos 5 miembros de anillo o aminoácidos correspondientes. Como reactivos de partida son posibles ácidos dicarboxílicos alifáticos, preferentemente ácido adípico, ácido 2,2,4- y 2,4,4-trimetiladípico, ácido azelaico y/o ácido sebácico, diaminas alifáticas, preferentemente 1,4-tetrametilendiamina, 1,6-hexametilendiamina, 1,9-nonandiamina, 2,2,4- y 2,4,4-trimetilhexametilendiamina, diaminodiciclohexilmetano isomérico, diaminodiciclohexilpropano, bisaminometilciclohexano, ácidos aminocarboxílicos, preferentemente ácido aminocaproico o las lactamas correspondientes. Se incluyen las copoliamidas elaboradas a partir de varios de los monómeros mencionados. Las caprolactamas, en particular la s-caprolactama, se pueden utilizar de forma especialmente preferente. Las homopoliamidas o copoliamidas alifáticas utilizadas según la invención son también preferentemente poliamida 12, poliamida 4, poliamida 4.6, poliamida 6, poliamida 6.6, poliamida 6.9, poliamida 6.10, poliamida 6.12, poliamida 6.66, poliamida 7.7, poliamida 8.8, poliamida 9.9, poliamida 10.9, poliamida 10.10, poliamida 11 o poliamida 12. Además, los poliésteres y poliamidas utilizados según la invención también se pueden derivar de ácidos hidroxicarboxílicos o de ácidos aminocarboxílicos.[0047] Examples of polyamides include thermoplastic polymers that are derived from aliphatic, cycloaliphatic and/or aromatic dicarboxylic acids or their polyamide-forming derivatives, such as, for example, their salts, and of divalent aliphatic, cycloaliphatic and/or aromatic amines, such as, for example, hexamethylenediamine. Other examples of polyamides include thermoplastic-elastomeric polyamides (TPE-A), for example polyamides containing repeating hexamethylene terephthalamide moieties and containing repeating polyethylene glycol terephthalamide moieties. The polyamides used preferably include, in particular, partially crystalline aliphatic polyamides, which can be produced from aliphatic diamines and aliphatic dicarboxylic acids and/or cycloaliphatic lactams with at least 5 ring members or corresponding amino acids. Possible starting reagents are aliphatic dicarboxylic acids, preferably adipic acid, 2,2,4- and 2,4,4-trimethyladipic acid, azelaic acid and/or sebacic acid, aliphatic diamines, preferably 1,4-tetramethylenediamine, 1, 6-hexamethylenediamine, 1,9-nonandiamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, isomeric diaminodicyclohexylmethane, diaminodicyclohexylpropane, bisaminomethylcyclohexane, aminocarboxylic acids, preferably aminocaproic acid or the corresponding lactams. Copolyamides made from several of the aforementioned monomers are included. Caprolactams, in particular s-caprolactam, can be used with particular preference. The aliphatic homopolyamides or copolyamides used according to the invention are also preferably polyamide 12, polyamide 4, polyamide 4.6, polyamide 6, polyamide 6.6, polyamide 6.9, polyamide 6.10, polyamide 6.12, polyamide 6.66, polyamide 7.7, polyamide 8.8, polyamide 9.9, polyamide 10.9 , polyamide 10.10, polyamide 11 or polyamide 12. In addition, the polyesters and polyamides used according to the invention can also be derived from hydroxycarboxylic acids or aminocarboxylic acids.
[0048] Los ejemplos de polioximetilenos incluyen homopolímeros o copolímeros que contienen unidades estructurales repetidas de fórmula -CH2-O-.[0048] Examples of polyoxymethylenes include homopolymers or copolymers containing repeating structural units of the formula -CH2-O-.
[0049] Los ejemplos de poliuretanos incluyen homopolímeros o copolímeros que se derivan de diisocianatos aromáticos o (ciclo)alifáticos y de dioles (ciclo)alifáticos o aromáticos. Los poliuretanos contienen, por ejemplo, unidades estructurales repetidas de fórmula -C6H4-NH-CO-O-C2H4-O-CONH-. Otros ejemplos de poliuretanos incluyen poliuretanos termoplásticos-elastoméricos (TPE-U).[0049] Examples of polyurethanes include homopolymers or copolymers which are derived from aromatic or (cyclo)aliphatic diisocyanates and from (cyclo)aliphatic or aromatic diols. Polyurethanes contain, for example, repeating structural units of the formula -C 6 H 4 -NH-CO-OC 2 H 4 -O-CONH-. Other examples of polyurethanes include thermoplastic-elastomeric polyurethanes (TPE-U).
[0050] Los ejemplos de sulfuros de polifenileno incluyen sulfuros de poli-p-fenileno, por ejemplo homopolímeros o copolímeros que contienen unidades estructurales repetidas de -para-C6H4-S-. Los ejemplos de polifenilensulfonas incluyen poli-p-fenilensulfonas, por ejemplo homopolímeros o copolímeros, que contienen unidades estructurales repetidas de -para-C6H4-SOx-, en las que x es un número entre 1 y 2.[0050] Examples of polyphenylene sulfides include poly-p-phenylene sulfides, eg homopolymers or copolymers containing repeating structural units of -para-C6H4-S-. Examples of polyphenylenesulfones include poly-p-phenylenesulfones, for example homopolymers or copolymers, containing repeating structural units of -para-C6H4-SOx-, where x is a number between 1 and 2.
[0051] Los ejemplos de polifenilenéteres incluyen éteres de poli-p-fenileno, por ejemplo homopolímeros o copolímeros, que contienen unidades estructurales repetidas de -para-C6H4-O-.[0051] Examples of polyphenylene ethers include poly-p-phenylene ethers, eg homopolymers or copolymers, containing repeating structural units of -para-C6H4-O-.
[0052] Los ejemplos de polifenilencetonas incluyen poli-p-fenilencetonas, por ejemplo homopolímeros o copolímeros, que contienen unidades estructurales repetidas de -para-C6H4-CO-.[0052] Examples of polyphenylketones include poly-p-phenylketones, eg homopolymers or copolymers, containing repeating structural units of -para-C6H4-CO-.
[0053] Los ejemplos de polifenilenetercetonas incluyen poli-p-fenilenetercetonas, por ejemplo copolímeros que contienen unidades estructurales repetidas de -para-C6H4-CO- y unidades estructurales repetidas de -para-C6H4-O-.[0053] Examples of polyphenylene ether ketones include poly-p-phenylene ether ketones, eg copolymers containing repeating structural units of -para-C6H4-CO- and repeating structural units of -para-C6H4-O-.
[0054] Los ejemplos de polímeros cristalinos líquidos incluyen poliésteres aromáticos cristalinos líquidos, por ejemplo homopolímeros o copolímeros, que contienen unidades estructurales repetidas derivadas de ácido parahidroxibenzoico.[0054] Examples of liquid crystalline polymers include liquid crystalline aromatic polyesters, eg homopolymers or copolymers, containing repeating structural units derived from parahydroxybenzoic acid.
[0055] Según una realización de una cerda hecha de un filamento de plástico, cuya matriz polimérica contiene al menos un polímero termoplástico adicional, tal como uno o más polímeros del tipo mencionado anteriormente, además de la policetona alifática termoplástica, que está compuesta de unidades de monóxido de carbono y de alquilo, puede preverse que la matriz polimérica del filamento de plástico esté formada al menos parcialmente a partir de una mezcla polimérica de al menos una policetona termoplástica y al menos un polímero termoplástico adicional.[0055] According to an embodiment of a bristle made of a plastic filament, whose polymeric matrix contains at least one additional thermoplastic polymer, such as one or more polymers of the type mentioned above, in addition to the thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of units of carbon and alkyl monoxide, it can be envisaged that the polymeric matrix of the plastic filament is formed at least partially from a polymeric mixture of at least one thermoplastic polyketone and at least one additional thermoplastic polymer.
[0056] En términos de ingeniería de procesos, en consecuencia se puede prever en este contexto que a la al menos una policetona alifática termoplástica según la etapa (a) se le añada hasta aproximadamente el 30 % en masa, en particular hasta aproximadamente el 20 % en masa, preferentemente hasta aproximadamente a aproximadamente el 10 % en masa de al menos un polímero termoplástico adicional, en particular del grupo de poliolefinas, poliésteres, poliamidas, polioximetilenos, poliuretanos, polifenilensulfuros, polifenilensulfonas, polietersulfonas, polifenilenéteres, polifenilencetonas, polifenilenetercetonas, polieterimidas, polieteretercetonas, elastómeros termoplásticos, en particular en forma de poliuretanos termoplásticos, poliésteres y/o poliamidas, y polímeros cristalinos líquidos.[0056] In terms of process engineering, it can therefore be envisaged in this context that up to about 30% by mass, in particular up to about 20%, is added to the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a). % by mass, preferably up to about 10% by mass, of at least one additional thermoplastic polymer, in particular from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylenesulfides, polyphenylenesulfones, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylketones, polyphenylene etherketones, polyetherimides , polyetheretherketones, thermoplastic elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and/or polyamides, and liquid crystalline polymers.
[0057] Según otra de realización de una cerda hecha de un filamento de plástico, cuya matriz polimérica, además de la policetona alifática termoplástica, que se compone de unidades de monóxido de carbono y de alquilo, contiene al menos otro polímero termoplástico, tal como uno o más polímeros del tipo mencionado anteriormente, puede alternativa o adicionalmente puede estar previsto que el filamento de plástico tenga una sección transversal en la que la al menos una policetona termoplástica y el al menos otro polímero termoplástico están separados espacialmente, pero están dispuestos de manera coherente, en particular en una estructura de lado sobre lado y/o de núcleo-carcasa.[0057] According to another embodiment of a bristle made of a plastic filament, whose polymeric matrix, in addition of the thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide and alkyl units, contains at least one other thermoplastic polymer, such as one or more polymers of the type mentioned above, it can alternatively or additionally be provided that the plastic filament has a cross section in which the at least one thermoplastic polyketone and the at least one other thermoplastic polymer are spatially separated, but are arranged coherently, in particular in a side-by-side and/or core-shell structure.
[0058] En términos de ingeniería de procesos, en consecuencia, se puede prever en este contexto que el procedimiento comprenda las siguientes etapas adicionales:[0058] In terms of process engineering, therefore, it can be envisaged in this context that the procedure comprises the following additional steps:
(a2) Proporcionar una masa de hilado adicional que contiene al menos otro polímero termoplástico, en particular del grupo de poliolefinas, poliésteres, poliamidas, polioximetilenos, poliuretanos, polifenilensulfuros, polifenilensulfonas, polietersulfonas, polifenilenéteres, polifenilencetonas, polifenilenetercetonas, polieterimidas, polieteretercetonas, elastómeros termoplásticos, en particular en forma de poliuretanos termoplásticos, poliésteres y/o poliamidas, y polímeros cristalinos líquidos; y(a2) Providing an additional spinning mass containing at least one other thermoplastic polymer, in particular from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylenesulfides, polyphenylenesulfones, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylketones, polyphenylene etherketones, polyetherimides, polyetheretherketones, thermoplastic elastomers , in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and/or polyamides, and liquid crystalline polymers; and
(b2) Extruir tanto la masa de hilado según la etapa (a) como la masa de hilado adicional según la etapa (a2) en una extrusora, cada una a través de al menos una hilera con uno o más capilares de hilado, de modo que cada capilar de hilado es atravesado tanto por la masa de hilado según la etapa (a) como también por la masa de hilado adicional según la etapa (a2).(b2) Extruding both the spin mass according to step (a) and the additional spin mass according to step (a2) in an extruder, each through at least one die with one or more spin capillaries, so that each spinning capillary is traversed by both the spinning mass according to step (a) and the additional spinning mass according to step (a2).
Tal coextrusión de diferentes polímeros termoplásticos para la producción de filamentos se conoce per se en el estado de la técnica.Such coextrusion of different thermoplastic polymers for the production of filaments is known per se in the state of the art.
[0059] Cabe señalar en este punto que la forma de la sección transversal de los filamentos de plástico según la invención no tiene que ser necesariamente redonda (circular), sino arbitraria. Entonces puede ser, por ejemplo, secciones transversales regulares o irregulares, secciones transversales simétricas puntuales o simétricas axialmente, por ejemplo, secciones transversales redondas, ovaladas o n-angulares, en las que n es mayor o igual a 3, secciones transversales trilobulares o multilobulares y similares.[0059] It should be noted at this point that the cross-sectional shape of the plastic filaments according to the invention does not necessarily have to be round (circular), but arbitrary. Then it can be, for example, regular or irregular cross sections, point symmetric or axially symmetric cross sections, for example round, oval or n-angular cross sections, where n is greater than or equal to 3, trilobe or multilobe cross sections. and the like.
[0060] Además, para mejorar el efecto limpiador de las cerdas según la invención, se puede prever que [0060] In addition, to improve the cleaning effect of the bristles according to the invention, it can be provided that
- su superficie exterior está provista de estampado; y/o- its outer surface is provided with stamping; me
- está diseñada ondulada en dirección longitudinal.- It is designed corrugated in the longitudinal direction.
Por ejemplo, una ondulación con cualquier amplitud y/o longitud de onda se puede presionar en el filamento de plástico por medio de un mecanismo de estampado, por ejemplo, se puede aplicar otro estampado, que se realiza convenientemente antes del corte de los filamentos según la etapa (f).For example, a corrugation with any amplitude and/or wavelength can be pressed into the plastic filament by means of a stamping mechanism, for example, another stamping can be applied, which is conveniently done before cutting the filaments according to step (f).
[0061] Si se desea, la cerda según la invención también se puede ahusar mecánica y/o químicamente.[0061] If desired, the bristle according to the invention can also be mechanically and/or chemically tapered.
[0062] Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes a partir de la descripción siguiente de una realización con referencia al dibujo. La figura única muestra[0062] Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing. The single figure shows
una vista esquemática detallada de una realización de un cepillo de dientes con cerdas delgadas formadas a partir de secciones de un filamento de plástico a base de policetonas alifáticas termoplásticas.a detailed schematic view of an embodiment of a toothbrush with fine bristles formed from sections of a plastic filament based on thermoplastic aliphatic polyketones.
[0063] El cepillo de dientes mostrado en el dibujo comprende un portador de cerdas 1 y un mango 2 (mostrado roto), que en el presente ejemplo de realización están diseñados en una sola pieza y, por ejemplo, están hechos de uno o más plásticos convencionales, en particular termoplásticos. Sobre el portador de cerdas 1 se fija una pluralidad de cerdas 3, que, por ejemplo, pueden fijarse en el portador de cerdas 1 por medio de un revestimiento por extrusión y en el presente caso están dispuestos en una pluralidad de haces de cerdas 4, por ejemplo dispuestos en filas y columnas de una manera aproximadamente matricial. Cada una de las cerdas 3 consta de una sección de un filamento de plástico a base de policetonas alifáticas termoplásticas, tal como se describió en detalle anteriormente. El diámetro de las cerdas es ventajosamente menor de aproximadamente 0,08 mm, por ejemplo, en el intervalo entre aproximadamente 0,02 mm y aproximadamente 0,05 mm, de modo que puedan penetrar fácilmente en los espacios interdentales durante el uso previsto del cepillo de dientes y un número muy elevado de cerdas de, por ejemplo, entre aproximadamente 5000 y aproximadamente 7000, tal como, por ejemplo, de aproximadamente 6000, tenga sitio en el portador de cerdas para asegurar un efecto de limpieza muy eficiente. [0063] The toothbrush shown in the drawing comprises a bristle holder 1 and a handle 2 (shown broken), which in the present example of embodiment are designed in one piece and, for example, are made of one or more conventional plastics, in particular thermoplastics. On the bristle carrier 1 a plurality of bristles 3 are fixed, which, for example, can be fixed on the bristle carrier 1 by means of extrusion coating and in the present case are arranged in a plurality of bristle bundles 4, for example arranged in rows and columns in an approximately matrix fashion. Each of the bristles 3 consists of a section of a plastic filament based on thermoplastic aliphatic polyketones, as described in detail above. The diameter of the bristles is advantageously less than about 0.08mm, for example, in the range of about 0.02mm to about 0.05mm, so that they can easily penetrate interdental spaces during the intended use of the brush. of teeth and a very high number of bristles, for example between about 5000 and about 7000, such as for example about 6000, have room in the bristle carrier to ensure a very efficient cleaning effect.
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