DE19600162A1 - Schmelzgesponnene, scheuerbeständige Monofile - Google Patents

Schmelzgesponnene, scheuerbeständige Monofile

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Description

Die Erfindung betrifft schmelzgesponnene Monofile aus Polyamid, Polyester oder Polypropylen als fadenbildende Polymeren mit verbesserter Scheuerfestigkeit und deren Verwendung zur Herstellung von technischen Flächengebilden oder Verwen­ dung als Draht.
Die Verfahren zur Herstellung von Monofilen aus thermoplastischen Polymeren sind grundsätzlich bekannt und z. B. beschrieben in Handbuch der Kunst­ stofftechnik II, C. Hauser Verlag, München 1986, Seite 295 bis 319.
Es ist weiterhin bekannt, daß die Kerbschlagzähigkeit von Formkörpern aus ther­ moplastischen Polymeren durch Zusatz von Polyethylen/Polypropylen-Kautschuk verbessert werden kann. Die Polymermischungen aus thermoplastischen Polymeren und modifizierten Polyethylen/Polypropylen-Kautschuk werden dabei bekannter­ weise auf Doppelwellenextrudern compoundiert und granuliert und im Spritzguß verarbeitet.
Zur Herstellung von Monofilen für technische Zwecke, beispielsweise zur Weiter­ verarbeitung zu Preßfilzen für die Papierindustrie, die insbesondere eine hohe mechanische Festigkeit gegenüber Abrieb haben müssen, sind bislang wenige ge­ eignete Polymermischungen bekannt geworden. Aus der Patentschrift US 5 169 711 ist bekannt, daß die Scheuerfestigkeit von Monofilen aus Poly­ ethylenterephthalat (PET) durch Zusatz von thermoplastischem Polyurethan (TPU) erhöht werden kann.
Außerdem sind Monofile aus Polymermischungen von Polyamid, Polyphenylen­ ether und einem funktionalisierten Elastomer für die Herstellung von Preßfilzen bekannt (siehe z. B. int. Patentanmeldung WO 93/1325).
Die Abriebbeständigkeit der Monofile und damit der technischen Gewebe, die aus diesen hergestellt werden können, wird durch die oben beschriebenen bekannten Rohstoffmodifikationen nur unzureichend verbessert, außerdem wird dabei die Festigkeit der Monofile jeweils reduziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abriebbeständigkeit und die Wech­ selbiegebeständigkeit schmelzgesponnener Monofile und deren Verarbeitbarkeit zu technischen Geweben oder Draht zu verbessern und damit z. B. die Standzeit tech­ nischer Gewebe signifikant zu verlängern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß gelöst durch schmelzgesponnene Monofile für die Herstellung von technischem Draht oder technischen textilen Flächenge­ bilden, dadurch gekennzeichnet, daß diese
  • a) 99 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 80 bis 95 Gew.-% Polyamid, Polyester oder Polypropylen als fadenbildendes Polymer,
  • b) von 30 bis 1 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 20 Gew.-% eines Maleinsäure­ anhydrid modifizierten Polyethylen/Polypropylen-Kautschuks
und zusätzlich
  • c) bis 3 Gew.-%, vorzugsweise von 0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Summe von a) + b) Alterungsstabilisatoren, z. B. sterisch gehinderte Phenole (SGP), Carbodiimide oder aromatische Amine, Kupfersalze, insbesondere solche des einwertigen Kupfers, enthalten.
Die erfindungsgemaßen Monofile zeichnen sich durch eine permanent verbesserte Scheuerbeständigkeit, verbesserte Beständigkeit gegen Wechselbiegebeanspruchung und verringerte Thermo-Schrumpfkräfte aus.
Weiterer Gegenstand ist die Verwendung der erfindungsgemaßen Monofile zur Herstellung von technischen Textilien, wie Geweben und Filzen für die Industrie, z. B. Klassiergeweben, Siebdruckgeweben, Formsiebgeweben und Preßfilzen zur Papier- und Zellulosefaserherstellung.
Die Standzeit der technischen Textilien, insbesondere der Formsiebgewebe und der Preßfilze zur Papier- und Zellulosefaserherstellung wird durch die Verwendung erfindungsgemäßer Monofile gegenüber bekannten Monofilen verlängert.
Die erfindungsgemäßen Monofile werden nach an sich bekannten Schmelzextru­ sionsverfahren hergestellt. Die Rohstoffe werden dabei entweder als Granulat­ mischung bzw. als Granulat/Pulvermischung oder als compoundiertes Granulat ein­ gesetzt. Hierbei ist auf eine homogene Durchmischung der Komponenten in der Schmelze und somit letztlich in den Monofilen zu achten. Dies wird durch han­ delsübliche dynamische Mischer nach dem Extrudieren erreicht.
Ziel war es, die Kerbschlagzähigkeit der Polymere und die Querstabilität der aus den Polymeren erhaltenen Monofilen zu erhöhen.
Überraschenderweise wurde bei Verschleißtests bei den erfindungsgemäßen Mono­ filen zusätzlich eine Verbesserung der Scheuerfestigkeit mit wachsendem Anteil an Maleinsäureanhydrid modifiziertem Polyethylen/Polypropylen-Kautschuk festge­ stellt.
Außerdem wurde unerwartet eine Reduzierung der Thermoschrumpfkräfte schon bei geringem Zusatz von Maleinsäureanhydrid modifiziertem Polyethylen/Poly­ propylen-Kautschuk erreicht, was sich positiv auf die Formstabilität der aus den Monofilen hergestellten Geweben bei der Thermofixierung des Gewebes auswirkt.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Monofile zur Herstellung von technischen textilen Flächengebilden oder von tech­ nischen Drähten, insbesondere Rasenmäherdraht. Die erfindungsgemaßen Monofile finden vorzugsweise Verwendung in sogenannten technischen Textilien wie Gewe­ ben und Filzen für die Industrie, z. B. Klassiergeweben, Siebdruckgeweben, Form­ siebgeweben und Preßfilzen zur Papier- und Zellulosefaserherstellung.
Bevorzugtes fadenbildendes thermoplastisches Polymer zur Herstellung der Monofile ist Polyamid, insbesondere Polyamid (PA) 6, 6.6, 6.10, 6.12, 11 und 12, Mischungen der Polyamide oder Copolymere aus diesen. Bevorzugte Polyester sind Polyethylenterephthalat (PET) oder Polybutylenterephthalat (PBT).
Als zusätzliche Additive können der erfindungsgemäßen Mischung noch bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Komponenten a), b) und c), Weich­ macher z. B. Caprolactam für Polyamid, Phenole, Arylsulfonamide oder Phthal­ säureester, Pigmente z. B. TiO₂, Ruß, Farbstoffe, innere Gleitmittel z. B. Erdalkalistearate insbesondere von Ca oder Mg, Wachse zur Transparenzerhöhung beispielsweise solche auf Basis von Fettsäureamiden beigemischt werden.
Beispiele
Beispiele 1 bis 5 zeigen erfindungsgemäße Monofile, Beispiel 6 ein Vergleichs­ beispiel. Als fadenbildendes Polymer (Komponente A) wurde ein Polyamid 6 mit einer relativen Lösungsviskosität von ηrel = 4,0 (gemessen in m-Kresol bei 25°C) verwendet. Als modifizierter Kautschuk (Komponente B) wurde ein mittelviskoser halb-kristalliner Maleinsäureanhydrid modifizierter PE/PP-Kautschuk verwendet.
Bei den Beispielen wurde als PE/PP-Kautschuk ein Produkt der Fa. EXXON- Chemical GmbH mit dem Handelsnamen Exxelor VA 1803 eingesetzt. Die chemi­ sche Formel ist angegeben mit
H(C₂H₄)X(CH₂CH-CH₃)Y(O=COC=OCH=CH)ZH
mit den Indices X= 0,5-0,6, Y = 0,5-0,4, Z = 0.002. Das Molekulargewicht ist angegebenen mit 20.000 bis 60.000.
Komponente C) ist ein handelsüblicher Alterungsstabilisator Irganox 1098 von Ciba Geigy, ein sterisch gehindertes Phenol der Formel (I)
N,N′-Hexamethylen-bis-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-hydrozimtsäuream-id)
Es wurden die Konzentrationen der Komponente A) zwischen 98,25 Gew.-% und 84,5 Gew.-% der Komponente B) zwischen 1,25 Gew.-% und 15 Gew.-% variiert. Die Konzentration der Komponente C) wurde konstant bei 0,5 Gew.-% belassen.
Die Komponente A), B) und C) wurden als Granulat bzw. Granulatpulvermischung entsprechend dem gewünschten Konzentrationsverhältnis auf einem Einschnecken­ extruder unter Vakuum entgast, dann bei 270°C aufgeschmolzen und anschließend in einem dynamischen Mischer miteinander vermischt, so daß die Komponenten A), B) und C) feindispers homogen miteinander vermischt waren.
Anschließend wurde in an sich bekannter Weise die Monofile auf einer Monofil- Spinn-Streck-Anlage produziert. Dabei wurde aus einer Vorrichtung zum Schmelz­ spinnen von Monofilen die fadenbildende Polymerschmelze zum Abkühlen in ein Wasserbad bei 20 bis 30°C abgesponnen, anschließend in Heißwasser bei 80°C und in Heißluft bei 150°C um das 3,5-fache verstreckt und zuletzt in Heißluft bei 210°C fixiert.
Das Beispiel 6 zeigt ein Polyamid-Monofil ohne Maleinsäureanhydrid modifizier­ ten PE/PP-Kautschuk nur aus stabilisiertem Polyamid 6 (drei = 4,0) zum Vergleich zu den erfindungsgemäßen Monofilen nach Beispielen 1 bis 5. Die Herstellung erfolgt analog zum oben dargestellten Spinnvorgang.
Die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 6 sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Abriebmeßverfahren
Die Abriebuntersuchungen wurden in den Beispielen an den aus den Monofilen hergestellten Prüfstäben mittels des Abrasionstester AT 2000 der Firma Einlehner in Calciumcarbonat/Wasser-Suspension durchgeführt.
Als Verschleißkörper wurde ein Keramikleisten-Drehkörper bestehend aus 16 kreisförmig angeordneten Rundstäben aus Al-Oxid-Keramik mit flächig ange­ schliffener siebberührender Außenseite eingesetzt. Die Anordnung entspricht an­ nähernd den offenen und geschlossenen Flächen eines Flachsaugers in einer Papiermaschine. Der Materialverlust des jeweiligen Prüfsiebes wird aus der Differenz zwischen abgeriebener und nicht-abgeriebener Siebfläche als Gewichts- und Dickenverlust ermittelt.
Tabelle 2 zeigt weitere Beispiele 7 bis 10, in denen anstelle Polyamid ein hydro­ lysestabilisiertes hochmolekulares Polyethylenterephthalat (PET) mit einem Maleinsäureanhydrid modifizierten Polyethylen/Propylen-Kautschuk (Exxelor VA 1803) sowie einem Hydrolysestabilisator (Stabaxol P100) verwendet wurde.
In Tabelle 3 sind die Eigenschaften von technischem Draht (Rasenmäherdraht) hergestellt aus unstabilisiertem Copolyamid (Anteil Polyamid 6 : Polyamid 6.6 = 82 : 18 Gew.-%) mit einem Maleinsäureanhydrid modifiziertem Polyethylen/Poly­ propylen-Kautschuk wiedergegeben. In praxisnahen Tests wurde z. B. der Längen­ verlust nach dem Betonkantenschlagtest bestimmt. Der Längenverlust fällt mit stei­ gendem Anteil Maleinsäureanhydrid modifiziertem Kautschuk.

Claims (9)

1. Schmelzgesponnene Monofile aus Polyamid, Polyester oder Polypropylen als fadenbildende Polymere für die Herstellung von technischem Draht, ins­ besondere Rasenmäherdraht oder technischen textilen Flächengebilden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Monofile
  • a) 99 bis 70 Gew.-% des fadenbildenden Polymer,
  • b) von 30 bis 1 Gew.-% eines Maleinsäureanhydrid modifizierten Poly­ ethylen/Polypropylen-Kautschuks
und zusätzlich
  • c) bis 3 Gew.-%, vorzugsweise von 0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Summe von a) + b) Alterungsstabilisatoren enthalten.
2. Monofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fadenbildende thermoplastische Polymer ein Polyamid, insbesondere Polyamid 6, PA 6.6, PA 6.10, PA 6.12, PA 11 oder PA 12 ist oder ein Copolyamid aus den genannten bevorzugten Polyamiden.
3. Monofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fadenbildende thermoplastische Polymer ein Polyethylenterephthalat (PET) oder Poly­ butylenterephthalat (PBT) ist.
4. Verwendung der Monofile nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung von technischen textilen Flächengebilden.
5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die textilen Flächengebilde Klassiergewebe, Siebdruckgewebe, Transportbänder und Formsiebe oder Preßfilze für die Zellulosefaseraufbereitung oder Papierher­ stellung sind.
6. Formsiebe oder Preßfilze, erhältlich aus Monofilen nach Ansprüchen 1 bis 3, für die Zellulosefaseraufbereitung und Papierherstellung.
7. Verwendung der Monofile nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Rasenmäher­ draht.
8. Monofile nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Kautschuks B) von 5 bis 20 Gew.-% und der Anteil des Polymeren A) von 80 bis 95 Gew.-% beträgt.
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