FI90324B - A method of making an electrically conductive plastic product - Google Patents

A method of making an electrically conductive plastic product Download PDF

Info

Publication number
FI90324B
FI90324B FI906167A FI906167A FI90324B FI 90324 B FI90324 B FI 90324B FI 906167 A FI906167 A FI 906167A FI 906167 A FI906167 A FI 906167A FI 90324 B FI90324 B FI 90324B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
mold
conductive polymer
polymer
plastic
matrix
Prior art date
Application number
FI906167A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI906167A0 (en
FI90324C (en
FI906167A (en
Inventor
Jukka Laakso
Toivo Kaernae
Esko Savolainen
Timo Kokkonen
Original Assignee
Neste Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neste Oy filed Critical Neste Oy
Priority to FI906167A priority Critical patent/FI90324C/en
Publication of FI906167A0 publication Critical patent/FI906167A0/en
Priority to PCT/FI1991/000385 priority patent/WO1992010351A1/en
Publication of FI906167A publication Critical patent/FI906167A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI90324B publication Critical patent/FI90324B/en
Publication of FI90324C publication Critical patent/FI90324C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/126Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0013Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fillers dispersed in the moulding material, e.g. metal particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/88Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced
    • B29C70/882Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced partly or totally electrically conductive, e.g. for EMI shielding
    • B29C70/885Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced partly or totally electrically conductive, e.g. for EMI shielding with incorporated metallic wires, nets, films or plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/127Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0005Conductive

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

9Q3249Q324

Menetelmä sähköäjohtavan muovituotteen valmistamiseksi Förfarande för framställning av en elledande plastprodukt 5Process for the manufacture of an electrically conductive plastic product Förfarande för framställning av en elledande plastprodukt 5

Keksinnön kohteena on menetelmä sähköäjohtavan muovituotteen valmistamiseksi dooppaamalla johdepolymeeria tai johdepolymeerin ja matriisimuovin seosta sulassa tilassa.The invention relates to a method for manufacturing an electrically conductive plastic product by doping a conductive polymer or a mixture of a conductive polymer and a matrix plastic in a molten state.

10 Muovit ja muut polymeerit eivät itsessään johda sähköä, mutta ne voidaan tehdä sähköäjohtaviksi erilaisiin sovellutuksiin. Sähköäjohtavia polymeerejä voidaan valmistaa orgaanisista polymeereistä, joissa on pitkiä konjugoitujen kaksoissidosten ketjuja. Kaksoissidosten piielektronien määrään voidaan vaikuttaa lisäämällä polymeeriin tiettyjä seostusaineita (dooppausainetta), jotka ovat joko elektroneja vastaanottavia 15 tai luovuttavia. Polymeeriketjuun syntyy siten aukkoja, tai ylimääräisiä elektroneja, jotka mahdollistavat sähkövirran kulkemisen pitkin konjugoitua ketjua. Polymeerien sähkönjohtavuutta voidaan säätää seostusainepitoisuudesta riippuen niin, että se kattaa lähes koko johtavuusalueen eristeistä metalleihin. Tällaisilla sähköäjohtavilla polymeereillä on monia mielenkiintoisia käyttösovellutuksia, esim. EMl-sovellutukset ja ESD-20 sovellutukset.10 Plastics and other polymers are not conductive in themselves, but can be made electrically conductive for a variety of applications. Electrically conductive polymers can be prepared from organic polymers with long chains of conjugated double bonds. The amount of silicon electrons in the double bonds can be influenced by the addition of certain dopants (dopants) to the polymer, which are either electron accepting or donating. Thus, gaps, or extra electrons, are created in the polymer chain, which allow an electric current to flow along the conjugated chain. The electrical conductivity of polymers can be adjusted depending on the dopant content to cover almost the entire conductivity range from insulators to metals. Such electrically conductive polymers have many interesting applications, e.g., EM1 applications and ESD-20 applications.

Johtavat polymeeriset ja orgaaniset johteet ovat yleisesti ottaen liukenemattomia, niitä ei ole mahdollista sulattaa eikä muotoilla ja ne ovat eräissä tapauksissa epästabiileja happea, kosteutta ja korkeita lämpötiloja vastaan, minkä takia myöskään dooppaus 25 korkeissa lämpötiloissa ei aikaisemmin ole onnistunut. Tähän asti johdepolymeerejä ei siksi ole voitu käsitellä tai muokata millään tavalla termoplastisesti. Joidenkin yksittäisten johdepolymeerien sulatettavuudesta on ollut esityksiä, mutta niiden johtavuus on ollut erittäin huono. Dooppauksen jälkeen polymeeri on yleensä liukenematon eikä sitä voi enää muokata, minkä takia dooppaus perinteisesti on suoritettu jälkikäteen 30 polymeerin muokkauksen jälkeen.Conductive polymeric and organic conductors are generally insoluble, cannot be melted or shaped, and in some cases are unstable to oxygen, moisture, and high temperatures, which is why doping at high temperatures has not been successful in the past. Until now, it has therefore not been possible to thermoplastically treat or modify the conducting polymers in any way. There have been reports of the meltability of some individual conducting polymers, but their conductivity has been very poor. After doping, the polymer is generally insoluble and can no longer be modified, which is why doping has traditionally been performed after the polymer has been modified.

90324 290324 2

Ennestään tunnetusti polymeerien dooppaus tapahtuu siis työstön eli tuotteen muodostamisen jälkeen, esim. FeCl3:lla. Tällainen menetelmä tulee dooppaamiseen tarkoitettujen erikoislaitteiden takia hyvin kalliiksi ja lisäksi se on epäkäytännöllinen ja ympäristö-epäystävällinen, koska myrkyllisiä haihtuvia kaasuja leviää ympäristöön.It is thus known that the doping of the polymers takes place after the treatment, i.e. the formation of the product, e.g. with FeCl3. Such a method becomes very expensive due to the special equipment for doping and, in addition, it is impractical and environmentally unfriendly because toxic volatile gases are released into the environment.

55

Ongelman ratkaisemiseksi on yritetty myös kehittää erityisiä polymerointimenetelmiä sekä muodostettu johdepolymeerien ja muiden polymeerien seoksia, joita voitaisiin muokata dooppauksen jälkeen. Johtavuus on kuitenkin yleensä ollut liian pieni.To solve this problem, attempts have also been made to develop specific polymerization methods and to form mixtures of conductive polymers and other polymers which could be modified after doping. However, the conductivity has generally been too low.

10 Tähän keksintöön liittyvän tekniikan tason osalta viitataan EP-patenttihakemukseen n:o 168 620, jossa tavoitteena on saada johdepolymeerin stabiili dispersio termoplastiseen polymeeriin, jonka muotoileminen on mahdollista optimaalinen johtokyky säilyttäen. Tämän julkaisun tavoitteena on myös dispergoinnin jälkeinen stabilointimahdollisuus. Tässä EP-julkaisussa johdepolymeeriin sekoitetaan (dispergoidaan tai liuotetaan) sulassa 15 tilassa termoplastinen polymeeri, kunnes saadaan homogeeninen massa, jonka jälkeen liuotin poistetaan. Matriisipolymeeriksi on ilmoitettu polyeetteri, polyesteri, polyvinyyli-deenikloridi, polyamidi jne. Julkaisun mukainen dooppaus tapahtuu liuoksessa tai ultraäänen vaikutuksesta. Työstettävyyden parantamiseksi lisätään myös lisäaineita.With regard to the state of the art related to the present invention, reference is made to EP patent application No. 168,620, the aim of which is to obtain a stable dispersion of a conductive polymer in a thermoplastic polymer, the shaping of which is possible while maintaining optimal conductivity. The aim of this publication is also the possibility of stabilization after dispersion. In this EP, a thermoplastic polymer is mixed (dispersed or dissolved) with a conductive polymer in a molten state until a homogeneous mass is obtained, after which the solvent is removed. The matrix polymer is stated to be polyether, polyester, polyvinylene chloride, polyamide, etc. The doping according to the publication takes place in solution or by ultrasound. Additives are also added to improve workability.

20 Hakijan aikaisemmassa patenttihakemuksessa FI-901632 on ensimmäistä kertaa esitetty menetelmä sähköäjohtavan polymeerituotteen valmistamiseksi dooppaamalla, jossa dooppaus tapahtuu polymeerin työstön yhteydessä tai jopa ennen työstöä. Patenttihakemuksen Fl-901632 tarkoitus on saada aikaan menetelmä johdepolymeerin dooppaamisek-si, missä johdepolymeerin ominaisuudet voidaan muokata halutuksi ja joka on stabiili. 25Applicant's earlier patent application FI-901632 discloses for the first time a method for manufacturing an electrically conductive polymer product by doping, in which the doping takes place in connection with or even before the processing of the polymer. The purpose of patent application F1-901632 is to provide a method for doping a conductive polymer in which the properties of the conductive polymer can be modified as desired and which is stable. 25

Eräs muovikappaleiden työstömenetelmä on muottiinpuristus. Muovimassan vieminen muottiin voi tapahtua monella eri tavalla, joista ruiskupuristus tai ruiskuvalu, kuten sitä myös kutsutaan, on tavallisin tapa. Ruiskupuristamalla voidaan valmistaa mittatarkkoja, monimutkaisia ja täysin samanlaisia tuotteita.One method of machining plastic parts is molding. The introduction of the plastic mass into the mold can take place in many different ways, of which injection molding or injection molding, as it is also called, is the most common method. Injection molding can be used to produce dimensionally accurate, complex and completely similar products.

30 90 324 330 90 324 3

Ruiskupuristukseen tarvitaan ruiskupuristin, johon kuuluu muovin sulatus- ja annostelu-laite (= ruiskutusyksikkö) ja muottipuristin (= sulkuyksikkö), tuotekohtainen muotti sekä jäähdytysjärjestelmä. Kone koostuu yleensä kahdesta pääosasta, jotka ovat ruiskutusyksikkö ja sulkuyksikkö, jotka on asennettu yhteiselle alustalle. Ruiskutusyksi-5 kössä sähkövastuksilla lämmitettävässä sylinterissä pyörii kierukkaruuvi sähkö- tai hydraulimoottorin voimalla. Ruuvin kierteiden syvyys on suurin alkupäässä ja pienenee keskivaiheella ja jatkuu pienenä ruuvin päähän, missä on takaiskuventtiili. Sylinterin vaipan takapäässä on syöttöreikä ja sen päällä suppilo. Suppiloon kaadetaan raaka-aine ja pyörivä ruuvi vetää raaka-ainetta mukanaan. Muovi sulaa sitten sylinterilämmi-10 tyksen ja kitkan ansiosta. Plastisoinnin (sulatuksen) alkaessa ruuvi on sylinterissä etuasennossa. Ruuvi pääsee liikkumaan taaksepäin sitä mukaa kun se päästää sulaa muovimassaa ohitseen. Ruuvin kärjen eteen muodostuu kammio, mihin sula muovi kiertyy. Kammion etupäässä eli sylinterin nokassa on reikä, joka on joko avoin tai varustettu venttiilillä. Kun muovia on sulatettu riittävä määrä, ruuvi pysähtyy ja 15 ruiskutusyksikön nokka ajetaan kiinni muotissa olevaan ruiskutuskanavareikään. Tätä varten muottipuristimen kiinnityslevyssä on aukko keskellä. Ruuvin takapäässä on hydraulisylinteri, joka antaa ruiskutuspaineen, joka tavallisella koneella on enintään 1500-2000 bar. Ruuvi toimii mäntänä, koska sen käijessä on takaiskuventtiili (ns. rengas), joka estää sulaa massaa virtaamasta takaisin pitkin ruuvin kierteitä.Injection molding requires an injection molding machine, which includes a plastic melting and dosing device (= injection unit) and a mold press (= sealing unit), a product-specific mold and a cooling system. The machine usually consists of two main parts, an injection unit and a shut-off unit mounted on a common base. In the injection unit-5, in a cylinder heated by electric resistors, a helical screw rotates by the force of an electric or hydraulic motor. The depth of the screw threads is greatest at the beginning and decreases in the middle stage and continues small at the end of the screw where the non-return valve is located. There is a feed hole at the back of the cylinder liner and a funnel on top. The raw material is poured into the hopper and the rotating screw pulls the raw material with it. The plastic then melts due to cylinder heating and friction. At the start of plasticization (melting), the screw is in the front position in the cylinder. The screw can move backwards as it passes the molten plastic mass. A chamber is formed in front of the tip of the screw, into which the molten plastic wraps. At the front end of the chamber, i.e. the nose of the cylinder, there is a hole which is either open or equipped with a valve. When a sufficient amount of plastic has been melted, the screw stops and the nozzle of the 15 injection units is driven into the injection channel hole in the mold. For this purpose, the mounting plate of the mold press has an opening in the middle. At the rear end of the screw there is a hydraulic cylinder which gives an injection pressure of up to 1500-2000 bar on a standard machine. The screw acts as a piston because it has a non-return valve (so-called ring) in its passage, which prevents the molten mass from flowing back along the threads of the screw.

2020

Sulkuyksikössä muovimassa ruiskutetaan erittäin korkealla paineella muottiin. Ruiskutusyksikön maksimipaine on luokkaa 500 bar. Muottiin ruiskutetaan muovimassaa ja kun se on jähmettynyt riittävästi muotti avataan. Kone on sitten valmiina seuraavaan jaksoon. Useimmissa koneissa muottipöytien alle on jäljestetty vapaa aukko, missä 25 tuote voi pudota esim. kuljetusnauhalle. Useimmat koneet ovat vaakatasossa kappaleen poiston helpottamiseksi. Halvin muottiratkaisu on nk. luonnollinen muotti, missä jakotaso seuraa puristeen suurimman projektion kehää ja puriste jähmettyneenä liukuu helposti ulos pesästä tai pois keernan päältä. Ruiskupuristimen nokan ja muottipesän väliin tarvitaan kanava, jota pitkin sula muovi juoksee pesään. Kanava voi olla esim. 30 kartiomainen ja yksinkertaisimmillaan kanava jatkuu kartiona puristeen pintaan ja yhdistyy siihen. Muottiin tarvitaan erityiset ulostyöntösysteemit puristeen poisottamisek- 90 324 4 si. Muottiin tulee sulan massan mukana huomattava lämpömäärä, joka täytyy kuljettaa pois ja jäähdyttää. Oheislaitteena ruiskupuristuksen yhteydessä tarvitaan esim. jäähdytys- ja temperointilaitteet, sillä esim. muotin lämpötila on usein pidettävä tarkasti vakiona ja melko kuumana.In the sealing unit, the plastic mass is injected into the mold under very high pressure. The maximum pressure of the spraying unit is of the order of 500 bar. A plastic mass is injected into the mold and when it has solidified sufficiently the mold is opened. The machine is then ready for the next cycle. Most machines have a free opening traced under the mold tables, where 25 products can fall onto a conveyor belt, for example. Most machines are horizontal to facilitate part removal. The cheapest mold solution is the so-called natural mold, where the dividing plane follows the circumference of the largest projection of the extrudate and the extrudate, when solidified, easily slides out of the housing or off the top of the core. A channel is required between the nozzle of the injection molding machine and the mold housing, along which molten plastic flows into the housing. The channel can be e.g. 30 conical and at its simplest the channel continues as a cone to the surface of the extrudate and connects to it. Special ejection systems are required for the mold to remove the extrudate. A considerable amount of heat enters the mold with the molten mass, which must be transported away and cooled. Cooling and tempering devices, for example, are required as a peripheral device in connection with injection molding, because, for example, the temperature of the mold often has to be kept exactly constant and quite hot.

55

Ruiskupuristusmuotti on mitoitettava kestämään ruiskutuspaineen ja sulkupaineen muuttamatta muotoaan. Ruiskutusyksikön antama maksimipaine on 1500-2000 bar, mikä harvoin tarvitaan. Paine vähenee myös kanavissa ja muottionkaloissa, mutta muotin tulee silti kestää satoja bareja. Jos tässä kohdassa on ulospäin liikkuvan muotin osa, on 10 se lukittava mekaanisesti tai hydraulisylinterillä silloin kun muotti on kiinni. Sula kesto-muovi tunkeutuu paineenalaisena alle 0,1 mm:n rakoihin. (Kertamuovi ja kumi tunkeutuvat vielä pienempään rakoon.) Puristeen mittojen kannalta tärkeät muotinosat tehdään yleensä nuorrutusteräksestä tai karkaistaan. Joskus nitrataan tai kovakromataan pinnat, jos pintavaatimukset ovat korkeat. Muottipesän pintojen tulee vastata tuotteen pintavaati-15 muksia. Muoteissa voi olla monta pesää tai isoissa puristeissa on monta massan sisään-tulokohtaa tasaisen täyttymisen varmistamiseksi. Näissä tapauksissa kanavan on jakauduttava monihaaraiseksi.The injection mold must be dimensioned to withstand the injection pressure and the closing pressure without changing its shape. The maximum pressure given by the spraying unit is 1500-2000 bar, which is rarely needed. The pressure also decreases in the ducts and mold cavities, but the mold must still withstand hundreds of bars. If there is a part of the mold which moves outwards at this point, it must be locked mechanically or by a hydraulic cylinder when the mold is closed. Molten durable plastic penetrates cracks of less than 0.1 mm under pressure. (Thermoplastic and rubber penetrate an even smaller gap.) Mold parts that are important for the dimensions of the extrudate are usually made of annealed steel or hardened. Sometimes surfaces are nitrated or hard chromated if the surface requirements are high. The surfaces of the mold housing must meet the surface requirements of the product. The molds may have many nests or the large extruders have many mass entry points to ensure even filling. In these cases, the channel must be divided into multiple branches.

Ruiskupuristuskoneiden ja niiden muottien yksityiskohtien osalta viitataan monisteeseen 20 Muovien ominaisuudet, työstömenetelmät ja käyttö, Insinöörijärjestöjen koulutuskeskus, INSKO, dipl.ins. Mikael Boedeker).For details on injection molding machines and their molds, reference is made to handout 20 Properties, processing methods and use of plastics, Training Center for Engineering Organizations, INSKO, dipl.ins. Mikael Boedeker).

Kaikkia termoplastisia muoveja voi puristaa muotissa. Usein puhutaan kahdesta ryhmästä: yleis- tai massamuovit ja tekniset muovit. Yleismuoveilla tarkoitetaan yleensä 4-25 6 mk/kg maksavia muoveja esim. LDPE (LD-polyeteeni), HDPE (HD-polyeteeni), PPAll thermoplastic plastics can be extruded in a mold. Two groups are often discussed: general or bulk plastics and engineering plastics. Universal plastics usually refer to plastics costing FIM 4-25 6 / kg, eg LDPE (LD polyethylene), HDPE (HD polyethylene), PP

(polypropeeni), PS (polystyreeni), SB (styreenibutadieeni) ja PVC (polyvinyylikloridi). Näiden suurkuluttaja on pakkausteollisuus (usein kertakäyttöpakkauksia, kuten purkit, pullot, kalvot). Niistä tehdään myös halpoja kuljetus- ja säilytyslaatikoita, juomakoreja tms. Niitä käytetään myös tekniscmpiin tuotteisiin silloin kun ominaisuudet sopivat ko. 30 kohteeseen.(polypropylene), PS (polystyrene), SB (styrene butadiene) and PVC (polyvinyl chloride). The major consumer of these is the packaging industry (often disposable packaging such as jars, bottles, films). They are also made into cheap transport and storage boxes, beverage baskets, etc. They are also used for more technical products when the properties are suitable. 30 destinations.

5 903245,90324

Keksinnön kohteena on lähemmin menetelmä valmistaa sähköä johtavia muovituotteita dooppaamalla johdepolymeeria tai johdepolymeeria sisältävää muoviseosta tuotteen työstön yhteydessä, kun työstö tapahtuu muottiinpuristamalla. Tässä hakemuksessa käsitettä "johdepolymeeri" käytetään myös doopattavasta polymeeristä, vaikka se ei 5 vielä ennen dooppausta ole sähköäjohtava.More particularly, the invention relates to a method of manufacturing electrically conductive plastic products by doping a conductive polymer or a plastic mixture containing a conductive polymer in connection with the processing of the product when the processing takes place by compression molding. In this application, the term "conductive polymer" is also used for a polymer to be doped, although it is not yet electrically conductive prior to doping.

On edullista tehdä muovituote sisäisesti sähköä johtavasta polymeeristä tai tällaisen polymeerin ja matriisimuovin seoksesta. Tällöin tuotteen sähkönjohtavuus on tarkasti säädettävissä halutun käyttötarkoituksen mukaiseksi joko polymeeriseoksen kokoonpa-10 noa muuttamalla tai muuntelemalla dooppausastetta.It is preferable to make the plastic product from an internally conductive polymer or a mixture of such a polymer and a matrix plastic. In this case, the electrical conductivity of the product can be precisely adjusted to the desired application, either by changing the composition of the polymer mixture or by varying the degree of doping.

Keksinnön tarkoitus on tuottaa menetelmä, jolla johdepolymeereja voidaan työstää ruiskupuristamalla ajoittamalla dooppaus työstön yhteyteen.The object of the invention is to provide a method by which conductive polymers can be processed by injection molding by timing the doping in connection with the processing.

15 Keksinnön mukainen menetelmä on em. tavoitteiden saavuttamiseksi pääasiassa tunnettu siitä, että johdepolymeeria tai johdepolymeerin ja matriisimuovin seosta johdetaan sulassa tilassa muottiin ja dooppausaine lisätään muotissa olevaan doopatta-vaan johdepolymeeriin tai doopattavan johdepolymeerin ja matriisimuovin sulaan seokseen muottiin kuuluvien muottikanavien kautta.In order to achieve the above objects, the method according to the invention is mainly characterized in that the conductive polymer or the mixture of conductive polymer and matrix plastic is introduced into the mold in the molten state and the dopant is added to the moldable conductive polymer or molten mixture of dopable conductive polymer and matrix plastic.

2020

Keksinnön edullisilla suoritusmuodoilla on alivaatimusten mukaiset tunnusmerkit.Preferred embodiments of the invention have the features of the subclaims.

Keksinnön etuna on, että sen mukainen dooppausmenetelmä on erittäin helppo toteuttaa. Laitteistona voidaan käyttää vähäisin muunnoksin olemassaolevaa standardimuottikantaa.The advantage of the invention is that the doping method according to it is very easy to implement. The existing standard mold base can be used as the equipment with minor modifications.

2525

Keksinnössä hyödynnetään sitä FI-hakemuksen 901632 oivallusta, että dooppaaminen voidaan suorittaa lisäämällä dooppausaine johdepolymeeriin sen ollessa sulassa tilassa ja dooppautuminen ajoittaa tapahtumaan työstön yhteydessä. FI-hakemuksessa 901632 dooppaaminen suoritettiin tuotetta työstettäessä esim. ekstruuderin yhteydessä, jolloin 30 dooppausaine lisättiin ekstruuderiin ennen muottiin puristamista.The invention utilizes the realization of FI application 901632 that doping can be performed by adding a doping agent to the conducting polymer while it is in the molten state and the doping is timed to occur during processing. In FI application 901632, doping was performed when processing the product, e.g. in connection with an extruder, in which case the dopant was added to the extruder before pressing into the mold.

90324 6 Tässä keksinnössä on esitetty uusi menetelmä johdepolymeerin dooppaamiseksi sulassa tilassa. Dooppausaine voidaan keksinnön mukaisesti tuoda johdepolymeeriin tai johdepolymeerin ja matriisi muovin muodostamaan sulaan tavalla, joka selitetään yksityiskohtaisesti myöhemmin kuvion yhteydessä. Tällöin varsinainen dooppaus tapahtuu 5 muotissa työstön yhteydessä ja tuotteen muotoilemisen aikana ja mahdollisesti sen jälkeen.90324 6 The present invention provides a novel method for doping a conductive polymer in the molten state. According to the invention, the dopant can be introduced into the conductive polymer or into the melt formed by the conductive polymer and the matrix plastic in a manner which will be explained in detail later in connection with the figure. In this case, the actual doping takes place in 5 molds during machining and during and possibly after shaping of the product.

Hapettava tai pelkistävä dooppausaine voi olla joko kaasu (esim. jodihöyry), neste (esim. nestemäinen sulfonihappo) tai kiinteä (esim. sopivan sulamispisteen omaava 10 sulfonihappo).The oxidizing or reducing dopant may be either a gas (e.g., iodine vapor), a liquid (e.g., liquid sulfonic acid), or a solid (e.g., a sulfonic acid having a suitable melting point).

Käytetty polymeeri voi olla mikä tahansa sulatyöstettävä doopattava polymeeri esim. poly(3-oktyylitiofeeni) ja matriisimateriaalina mikä tahansa työstettävä polymeeri.The polymer used can be any melt processable dopable polymer, e.g. poly (3-octylthiophene), and any processable polymer as the matrix material.

15 Keksintöä voidaan käyttää minkä vain mahdollisen sähköjohtokyvyn omaavan muovituotteen valmistamiseksi.The invention can be used to make any plastic product with possible electrical conductivity.

Seuraavassa keksintöä esitetään oheisen piirustuksen kuvioon viitaten. Tällä ei haluta rajoittaa keksintöä kuvioon yksityiskohtiin.The invention will now be described with reference to the figure of the accompanying drawing. This is not intended to limit the invention to the details of the figure.

2020

Kuvio esittää keksinnön erästä suoritusmuotoa sovelletun ruiskupuristusmenetelmän yhteydessä, jossa dooppausaine lisätään sulaan johdepolymeeriseokseen seoksen ollessa muotissa muotissa olevien erikoiskanavien kautta.The figure shows an embodiment of the invention in connection with an applied injection molding method in which a dopant is added to a molten conductive polymer mixture while the mixture is in the mold through special channels in the mold.

25 Kuviossa ruiskupuristuskoncen 4 syötlösuppiloon 6 lisätään johdepolymeeri 1 tai johdepolymeerin 1 ja matriisimuovin 2 seos 2’. Raaka-aineseos sulatetaan sitten syöttö-ruuvin 7 avulla ja johdetaan kanavaa 8 pitkin muottiin 9. Nestemäistä dooppausainetta 3a ja/tai kaasumaista lisätään sulaan johdepolymeeriseokseen 2’ muottiin 9 muotin pesään 10. Dooppausaine 3a johdetaan muottiin 9 johdon 12 välityksellä ja sen 30 syöttöä säädetään sylinterin 13 avulla. Muotissa raaka-aineseos puristetaan muotin pesässä 10. Puriste jäähdytetään ja poistetaan sitten ennestään tunnetulla tavalla.In the figure, a conducting polymer 1 or a mixture 2 'of conductive polymer 1 and matrix plastic 2 is added to the feed hopper 6 of the injection molding machine 4. The raw material mixture is then melted by means of a feed screw 7 and introduced into the mold 9 along the channel 8. Liquid dopant 3a and / or gaseous is added to the molten conductive polymer mixture 2 'in the mold 9 in the mold housing 10. The dopant 3a is introduced into the mold 9 via line 12 13. In the mold, the raw material mixture is pressed in the mold housing 10. The press is cooled and then removed in a manner known per se.

7 903247 90324

Dooppausaine 3a lisätään sulaan johdepolymeeriseokseen 2’ muottiin 9 kuuluvien kanavien 11 kautta. Muotti voidaan myös muodostaa huokoiseksi (ei esitetty).The dopant 3a is added to the molten conductive polymer mixture 2 'through the channels 11 belonging to the mold 9. The mold can also be formed porous (not shown).

. Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen idean 5 puitteessa yksityiskohdat voivat vaihdella.. The following are claims, within the scope of which the details may vary within the scope of the inventive idea 5.

Claims (7)

1. Förfarande för framställning av en elledande plastprodukt genom att dopa en ledningspolymer eller en blandning av en ledningspolymer (1) och en matrisplast (2) i 5 smält tillständ, kännetecknat därav, att ledningspolymeren (1) eller bland-ningen av ledningspolymer och matrisplast (2) leds i smält tillständ i en form (9) och dopningsämne (3a) tillsätts i formen (9) i ledningspolymeren (1) som kan dopas eller i den smälta blandningen av ledningspolymer (1) som kan dopas och matrisplast (2) via formkanaler (11) som hör tili formen (9).A process for producing an electrically conductive plastic product by doping a conductive polymer or a mixture of a conductive polymer (1) and a matrix plastic (2) in a molten state, characterized in that the conductive polymer (1) or the mixture of conductive polymer and matrix plastic (2) is passed in a molten state in a mold (9) and dopant (3a) is added in the mold (9) in the dopable conductive polymer (1) or in the doped conductive polymer (1) meltable dopable and matrix plastic (2) mixture. via mold channels (11) belonging to mold (9). 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att dopningsämnet är jod.2. A method according to claim 1, characterized in that the dopant is iodine. 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, alt lednings-15 polymeren som kan dopas är en bearbetningsbar ledningspolymer, fördelaktigt poly(3- oktyltiofen).Method according to claim 1 or 2, characterized in that the dopable conductive polymer is a processable conductive polymer, advantageously poly (3-octylthiophene). 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att matrispolymeren i plastblandningen som kan dopas som innehäller ledningspolymer är 20 polyeten, polypropen, polystyren, PVC eller EVA (etenvinylacetat).4. A process according to any one of claims 1-3, characterized in that the matrix polymer in the plastic composition which can be doped containing conductive polymer is polyethylene, polypropylene, polystyrene, PVC or EVA (ethylene vinyl acetate). 5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att formpressningen sker vid en temperatur av ca 180°C när matrispolymeren är polyeten, polystyren, PVC eller EVA. 25Process according to any of claims 1-4, characterized in that the molding takes place at a temperature of about 180 ° C when the matrix polymer is polyethylene, polystyrene, PVC or EVA. 25 6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-5, kännetecknat därav, att formpressningen sker vid en temperatur av ca 195°C när matrispolymeren är polypropen. 30Process according to any of claims 1-5, characterized in that the molding takes place at a temperature of about 195 ° C when the matrix polymer is polypropylene. 30 7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-6, kännetecknat därav, att formpressningen sker i samband med sprutpressning.Process according to any of claims 1-6, characterized in that the molding takes place in connection with injection molding.
FI906167A 1990-12-14 1990-12-14 Process for producing an electrical conductive plastic product FI90324C (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI906167A FI90324C (en) 1990-12-14 1990-12-14 Process for producing an electrical conductive plastic product
PCT/FI1991/000385 WO1992010351A1 (en) 1990-12-14 1991-12-13 A method for preparing a conductive plastic product and a mould for performing the method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI906167 1990-12-14
FI906167A FI90324C (en) 1990-12-14 1990-12-14 Process for producing an electrical conductive plastic product

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI906167A0 FI906167A0 (en) 1990-12-14
FI906167A FI906167A (en) 1992-06-15
FI90324B true FI90324B (en) 1993-10-15
FI90324C FI90324C (en) 1994-01-25

Family

ID=8531577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI906167A FI90324C (en) 1990-12-14 1990-12-14 Process for producing an electrical conductive plastic product

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI90324C (en)
WO (1) WO1992010351A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4177238A (en) * 1977-12-14 1979-12-04 Logic Devices, Inc. Fluid cooling of injection molded plastic articles
JPS59158242A (en) * 1983-02-28 1984-09-07 Nippon Sekisoo Kogyo Kk Method for molding molded article of organic substance
DE3417442A1 (en) * 1984-05-11 1985-11-14 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt POLYACETYLENE SHAPING MATERIAL, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE
DE3422316C2 (en) * 1984-06-15 1986-11-20 Zipperling Kessler & Co (Gmbh & Co), 2070 Ahrensburg Process for the production of deformable polymer blends from electrically conductive organic polymers and / or organic conductors, device for carrying out the process and use of the polymer blends
DE3711028A1 (en) * 1986-04-02 1987-11-05 Mitsubishi Yuka Badische METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING FOAMED MOLDED BODIES
FI82702C (en) * 1987-07-29 1991-04-10 Neste Oy Non-conductive plastic composites containing poly (3-alkylthiophene)
SE462525B (en) * 1988-11-16 1990-07-09 Toolvac Engineering Ab PROCEDURE CONTROLS THE TEMPERATURE IN A SINTRATE FORMING TOOL
FI89377C (en) * 1990-03-30 1993-09-27 Neste Oy Process for preparing an conductive polymer product

Also Published As

Publication number Publication date
FI906167A0 (en) 1990-12-14
WO1992010351A1 (en) 1992-06-25
FI90324C (en) 1994-01-25
FI906167A (en) 1992-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005334397B2 (en) Counter-rotating twin screw extruder
US4970043A (en) Process for forming thermoplastic material from granular scrap material
BR9916087B1 (en) rotary molding composition, process for producing a micropellet composition for rotary molding, and process for preparing a molded product.
FI95217B (en) Apparatus and method for mixing reinforcing fibers with a thermoplastic resin
EP3808527B1 (en) Injection molding system and injection molding method
ITMI20002383A1 (en) CONTINUOUS MIXER
CN107540920A (en) Metallocene PE composition and preparation method thereof
US6652254B2 (en) Molding apparatus including screw for molded articles of thermoplastic gas impregnated resin
Verbraak et al. Screw design in injection molding
FI90325B (en) A method of making an electrically conductive plastic product
MXPA03002246A (en) Mixing device and methods for producing thermoplastically processable moulding materials, especially additive batches.
FI90324B (en) A method of making an electrically conductive plastic product
WO2019057929A1 (en) Method of moulding a fibre-reinforced thermosetting resin to form a moulded article
KR100767030B1 (en) Moulding of mouldable materials
US4822545A (en) Method for making free-flowing coated rubber pellets
WO2002046273A3 (en) Flowable thermoplastic carrier polymers with integrated additives
CN114619585A (en) Production equipment and process method for preparing silane crosslinked polyethylene by two-step method
EP1009611B1 (en) Lattice gate for injection molding of rubber compounds
JP7495990B2 (en) Apparatus and method for producing articles from recycled polymeric materials
US3949905A (en) Device for the production of articles with a compact smooth skin and a cellular core from polymer materials
US5698150A (en) Method for injection molding balata golf ball covers
CN109849256A (en) Instrument housing resin injection molding technique
JPS588333B2 (en) Method for manufacturing patterned thermoplastic synthetic resin molded products
Sengupta et al. General Awareness of XLPE Manufacturers
JPH0542581A (en) Multi-stage thermoplastic resin extruding device

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: NESTE OY