FI95817B - Menetelmä monofilamenttien valmistamiseksi termoplastisiin muoveihin perustuvasta ternaarisesta muovausmassasta ja siitä suulakepuristettuja monofilamentteja - Google Patents

Description

95817

Menetelmä monofilamenttien valmistamiseksi termoplastisiin muoveihin perustuvasta ternaarisesta muovausmassasta ja siitä suulakepuristettuja monofilamentteja 5 Tämä keksintö koskee menetelmää venytettävissä olevien monofilamenttien valmistamiseksi suulakepurista-malla termoplastisiin muoveihin perustuvaa ternaarista muovausmassaa ja siitä suulakepuristuksella ja sitä seu-raavalla venytyksellä valmistettuja monofilamentteja.

10 Lineaaristen polyaryleenioksidien ja -sulfidien monipuolisten ominaisuuksien, erityisesti niiden erinomaisen lämmönkestävyyden, hyvien mekaanisten ominaisuuksien, erinoamisen hydrolyysin ja kemiallisen kestävyyden, pala-mattomuuden, hyvien sähköisten ominaisuuksien ja vähäisen 15 vedenimemiskyvyn, vuoksi vaaditaan niiden käyttöä myös monofilamenttien muodossa.

Tämä keksintö koskee erityisesti korkeita lämpötiloja kestävien monofilamenttien valmistusta sopivista termoplastisista muoveista, kuten esimerkiksi polyfenyleeni-20 sulfidista, jonka kristalliittisulamispiste on noin 285 °C [katso myös Zeitschrift Kunststoffe 77 (1987) 1023-1027]. Polyaryleenisulfidikuiduilla ja -monofilamen-teilla on kuitenkin suuren kiteisyysasteensa vuoksi taipumus haurauteen. Siksi on jo yritetty parantaa polyfenylee-25 nisulfidin taipuisuutta ja muokattavuutta monofilamenttien valmistamiseksi lisäämällä polyfluorihiilivetyjä, erityisesti polytetrafluorieteeniä, kuten kuvataan esimerkiksi EP-hakemusjulkaisussa 0 221 691 ja US-patenttijulkaisussa 4 493 917. On kuitenkin osoittautunut, että polyaryleeni-30 sulfidien tai -oksidien ja polyfluorihiilivetyjen binaaristen seosten muokkaamisessa monofilamenteiksi on parantamisen varaan suulakepuristusolosuhteidenkin ollessa oikeat, sillä mittapysyvyys on havaittu epätyydyttäväksi suurten toleranssien sekä myös voimakkaan ja epätasaisen 35 kutistumisen, epätasaisen pinnan ja suurehkojen läpimit- 95817 2 tojen yhteydessä esiintyvän monofilamenttien halkeilun seurauksena.

US-patenttijulkaisussa 4 528 335 kuvataan muovaus-massaa, joka on valmistettu polyaryleenisulfideista, joi-5 hin on lisätty amorfisia polyamideja, joihin katsotaan kuuluviksi olennaisilta osiltaan ei-kiteiset polyamidit, joiden kiteisyysaste on alle 30 %, edullisesti alle 5 %, ja jotka laajan sulamisalueen vuoksi soveltuvat erityisesti ruiskuvalutuotteiden valmistukseen.

10 Tämän keksinnön päämääränä oli saada aikaan muo- vausmassa, josta voidaan valmistaa lineaarisiin polyary-leenioksideihin tai -sulfideihin perustuvia monofilament-teja, joilla on hyvät suulakepuristusominaisuudet ja joiden haurautta on vähennetty. Toisin kuin ruiskuvalamiseen 15 tai normaaliin suulakepuristukseen soveltuvien muovausmas-sojen, täytyy monofilamenttien suulakepuristukseen soveltuvien massojen olla lisäksi venytettävissä.

Keksintö toteuttaa asetetun tehtävän menetelmällä ja ternaarisella muovausmassalla, jossa käytetään kompo- i * 20 nenttina A osittain kiteisiä polyaryleenisulfideja tai- oksideja, komponenttina B kiteistä tai osittain kiteisiä polyamideja ja komponenttina C apolaarisia polyfluoriole-fiineja ja jolloin seokset sulatetaan ja homogenoidaan ekstruuderissa lämpötilassa yli 270 °C ja venytetään suu-·#· 25 lakepuristetut monofilament it suhteessa 1:3 - 1:8 huoneen lämpötilassa tai korkeintaan lämpötilassa 110 °C. Valitulla ternaarisella muovausmassalla onnistutaan toisaalta säilyttämään polyaryleenisulfidien tai -oksidien hyvät ominaisuudet ja samalla parantamaan muokattavuutta ja vä-30 hentämään haurautta tai kylmänherkkyyttä. Keksinnön mukai-. sen ternaarisen muovausmassan avulla onnistutaan optimoi maan valmistettavat tuotteet, erityisesti suulakepuristuk-sella valmistettavat monofilamentit, jotka venytetään valmistuksen jälkeen, yllättävästi siten, etteivät yksittäi-35 set ominaisuudet heikkene. Käytettäessä binaarisia muo- 3 95817 vausmassoja liittyy yhden ominaisuuden parantamiseen suoraan muiden ominaisuuksien selvä heikkeneminen, kun taas tämän keksinnön avulla onnistutaan yllättävällä tavalla kompensoimaan negatiiviset ominaisuudet ja säilyttämään 5 olemassa olevat positiiviset ominaisuudet.

Keksinnön mukaisesti valmistetaan termoplastisiin muoveihin perustuvasta ternaarisesta muovausmassasta läm-mönkestävyydeltään ja käyttökelpoisuudeltaan erinomaisia monofilamentteja suulakepuristamalla ja sen jälkeen venyt-10 tämällä seosta, joka sisältää 65-84 paino-% osittain kiteisiä polyaryleenisulfideja tai -oksideja komponenttina A, 1-10 paino-% valittuja kiteisiä tai osittain kiteisiä polyamideja komponenttina B ja 15-25 paino-% apolaarisia polyfluoriolefiineja komponenttina C.

15 Komponenttina A käytetään keksinnön mukaisesti po- lyfenyleenisulfidia (PPS), polyfenyleenioksidia (PPO) tai polyeetterieetteriketonia (PEEK), joista PPS on edullinen. Komponenttina B käytetään erityisesti kiteisiä polyamidi 6:a, polyamidi 66:a ja polyamidi 610:ä, mutta myös puoli-20 aromaattisia osittain kiteisiä polyamideja, kuten poly-m-ksylyleeniadipamidia. Polyamideista on edullinen polyamidi 66; sillä saadaan aikaan pinnan parantuminen ja monofila-menttien suotuisampi venymis- ja lujuuskäyttäytyminen.

Apolaarisista fluoriolefiineista käytetään erityi-25 sesti polytetrafluorieteeniä (PTFE), tetrafluorieteeni- • · perfluoripropeenikopolymeerejä (FEP), jotka sisältävät 15-25 mol-% heksafluoripropeenia, fluorieteenin kopoly-meerejä noin 5 %:n kanssa perfluorialkyylivinylieetteriä (PFA), eteeni-klooritrifluorieteenikopolymeerejä (ECTFE) 30 ja/tai eteeni-tetrafluorieteenikopolymeerejä (ETFE), joista ETFE on edullinen. Käytetyille apolaarisille polyfluo-riolefiineille ovat ominaisia äärimmäisen pienet eriste-häviökertoimet. Samalla ne parantavat muovausmassojen suu-lakepuristus- ja venytysominaisuuksia ja monofilamenttien 35 kemiallisia ominaisuuksia samoin kuin joustavuutta jne.

4 95817

Ominaisuuksiltaan tasapainotettuja monofilamentteja saadaan keksinnön mukaisesti käyttämällä PPS:ä, PA 66:a ja ETFE:ä, jolloin koostumus on edullisesti patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkien mukainen.

5 Yllättävästi on osoittautunut, että keksinnön mu kaisesti valmistettujen monofilamenttien taipuisuuden parantamiseen riittävät pienetkin määrät valittuja polyamideja, jotka samalla parantavat muovausmassan kylmänkestävyyttä ja vaikuttavat polyaryleenisulfidien tai -oksidien 10 haurautta vastaan. PA tasoittaa erityisesti myös polyaryleenisulfidien karkeaa pintaa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään monofilamenttien valmistukseen edullisesti muovausmassoja, jotka sisältävät 65-84, erityisesti 72-82 paino-% kompo-15 nenttia A, 1-10, erityisesti 1-5 paino-% komponenttia B ja 15-25, erityisesti 17-23 paino-% komponenttia C. Seoksen sisältäessä 80-74 paino-% PPS:ä, 2-4 paino-% PA 66:a ja 22-18 paino-% ETFE:ä saadaan PPS-pohjaisia monofilamentteja, joilla on tasapainotetut ominaisuudet, PPS:n 20 olennaisten ominaisuuksien säilyessä ennallaan.

Lämmänkestävyydeltään hyvien monofilamenttien valmistamiseksi suulakepuristuksella ja sitä seuraavalla venytyksellä, käytetään edullisesti (osittain) kiteisiä ter-moplasteja, joiden kristalliittisulamispiste on yli 25 240 °C.

• ·

Ternaaristen muovausmassojen sulatus ja homogenoin-ti tehdään edullisesti lämpötila-alueella 285-305 °C, mahdollisesti myös korkeammassa lämpötilassa.

Saaduille monofilamenteille on ominaista hyvä me- 30 kaaninen lujuus, taipuisuus, hyvä lämmönkestävyys, edul- • linen hankauskitkakäyttäytyminen, mittapysyvyys, sangen hyvä kemiallinen kestävyys, erinomainen hydrolyysikestä-vyys, palamattomuus, hyvät sähköiset ominaisuudet ja eris-teominaisuudet samoin kuin pieni vedenimemiskyky.

35 5 95817

Monofilamentteja voidaan muokata monella tavalla ja käyttää erityisesti paperikoneiden viiroina ja kuivaus-nauhoina, suodatinkankaina kemian teollisuudessa, sähkötekniikassa ja elektroniikassa kuumien kaasujen pölynpois-5 toon käytettävien neulahuopien tukikudoksina, kaapelirakenteissa jne. Ternaarisella muovausmassalla saavutettavissa olevan taipuisuuden ja sileän, hankauksenkestävän pinnan ansiosta niitä voidaan erinomaisesti käsitellä tekstiileiksi.

10 Keksintöä valaistaan kuvalla 1, joka esittää mono- filamenttia, sekä esimerkillä.

Ternaarinen muovausmassa sekoitettiin polyfenylee-nisulfidistä, ETFE:stä ja PA 66:sta suhteessa 77:20:3, plastisoitiin ja sulatettiin yksiruuvisuulakepuristimessa 15 lämpötilassa 295 °C ja suulakepuristettiin venyttämättö-mäksi monofilamentiksi, jonka läpimitta oli 0,50 mm ± 0,01 mm. Kun monofilamentti on jäähdytetty lämpötilaan alle 95 °C, se venytetään noin kolminkertaiseen pituuteen, jolloin sdaadaan venytetty monofilamentti, jonka läpimitta 20 on 0,31 mm ± 0,01 mm. Venytetyllä monofilamentilla on seu-raavat ominaisuudet:

Vetokuormitus: 24-29 N Murtovenymä: 35-40 %

Kutistuminen kiehuvassa vedessä 5 min:n kuluttua: 25 2,3-3,7 %

Kutistuminen lämpötilassa 150 eC 5 min:n kuluttua: 10 %.

Valmistetulle monofilamentille on ominaista mono-filamentin läpimitan pieni vaihtelevuus, sileä pinta ja taipuisuus.

30 Vertailun vuoksi valmistettiin ja venytettiin sa- ' manlaisissa olosuhteissa EP-hakemusjulkaisun 0 221 691 mukainen monofilamentti polyfenyleenisulfidista ja ETFE:stä suhteessa 80:20. Vertailumonofilamentilla on seu-raavat mitatut ominaisuudet: 95817 6

Vetokuormitus: 33-38 N Murtovenymä: 25-60 %

Kutistuminen kiehuvassa vedessä 5 min:n kuluttua: 0,5-4,7 % 5 Kutistuminen lämpötilassa 150 °C 5 min:n kuluttua: 6,3-13,3 %.

Vertailumonofilamentilla oli karkeampi pinta ja pienempi taipuisuus kuin keksinnön mukaisella monofilamen-tilla. Lisäksi venytetyn vertailumonofilamentin läpimitta 10 vaihteli 0,02-0,06 mm. 1

II

·

Claims (10)

95817

1. Menetelmä venytettävissä olevien monofilament-tien valmistamiseksi suulakepuristamalla termoplastisiin 5 muoveihin perustuvaa ternaarista muovausmassaa, tunnettu siitä, että komponenttina A käytetään osittain kiteisiä polyaryleenisulfideja tai -oksideja, komponenttina B kiteisiä tai osittain kiteisiä polyamideja ja komponenttina C apolaarisia polyfluoriolefiineja, seokset 10 sulatetaan ja homogenoidaan suulakepuristimessa lämpötilassa yli 270 °C ja suulakepuristetut monofilamentit venytetään suhteessa 1:3-1:8 huoneen lämpötilassa tai korkeintaan lämpötilassa 110 °C.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että muovausmassa sisältää: 65-84 paino-% osittain kiteisiä polyaryleenisulfideja tai -oksideja, 1-10 paino-% kiteisiä tai osittain kiteisiä polyamideja ja 15-25 paino-% apolaarisia polyfluoriole-fiinej a.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovausmassassa käytetään komponenttina A polyfenyleenisulfidia, polyfenyleenioksi-dia tai polyeetterieetteriketoneja.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen mene- . 25 telmä, tunnettu siitä, että muovausmassassa käy tetään komponenttina B polyamidi 6:a, polyamidi 66:a, polyamidi 610:a tai puoliaromaattisia osittain kiteisiä polyamide j a.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen mene-30 telmä, tunnettu siitä, että muovausmassassa käyte- tään komponenttina C eteeni-tetrafluorieteenikopolymeeriä, polytetrafluorieteeniä, tetrafluorieteeni-perfluoripro-peenikopolymeeriä, fluorieteenikopolymeeriä, joka sisältää noin 5 % perfluorialkyylivinyylieetteriä ja/tai eteeni-3 5 klooritrifluorieteenikopolymeeriä. 8 95817

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovausmassa sisältää: 72-82 paino-% osittain kiteistä polyaryleenisulfidia tai -oksidia, 17-23 paino-% apolaarisia polyfluoriolefiineja 5 ja 1-5 paino-% kiteisiä tai osittain kiteisiä polyamideja.

7. Monofilamentti, tunnettu siitä, että se on valmistettu suulakepuristamalla ja sen jälkeen venyttämällä ternaarisesta muovausmassasta, joka sisältää: 65-84 paino-% osittain kiteisiä polyaryleenisulfideja tai 10 -oksideja komponenttina A, 1-10 paino-% kiteistä tai osittain kiteistä polyamidia komponenttina B, 15-25 paino-% apolaarisia polyfluoriolefiineja komponenttina C.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen monofilamentti, tunnettu siitä, että se sisältää muovausmassan 15 komponenttina A polyfenyleenisulfidia, polyfenyleeniok- sidia tai polyeetterieetteriketonia, muovausmassan komponenttina B polyamidi 6:a, polyamidi 66:a, polyamidi 610:ä tai poly-m-ksylyleeniadipamidia ja muovausmassan komponenttina C eteeni-tetrafluorieteenikopolymeeriä, polytet- 20 rafluorieteeniä, tetrafluorieteeni-perfluoripropeeni-ko- polymeeriä, eteeni-klooritrifluorieteenikopolymeeriä ja/tai noin 5 % perfluorialkyylivinyylieetteriä sisältävää fluorieteenikopolymeeriä.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen monofila- 25 mentti, tunnettu siitä, että muovausmassa sisäl- : tää: 72-82 paino-% komponenttia A, 1- 5 paino-% komponenttia B ja 17-23 paino-% komponenttia C.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 7-9 mukainen mono- . filamentti, tunnettu siitä, että muovausmassa si sältää: 74-80 paino-% polyfenyleenisulfidia, 2- 4 paino-% polyamidi 66:a ja 35 18-22 paino-% eteeni-tetrafluorieteenikopolymeeriä. li 95817