DE60022985T2

DE60022985T2 - Verstärkte polyamide mit hohem modul

Info

Publication number: DE60022985T2
Application number: DE60022985T
Authority: DE
Inventors: Mark Weinberg
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-02-19
Also published as: CA2362957C; JP2002537431A; DE60022985D1; EP1155078B1; CA2362957A1; WO2000049081A1; EP1155078A1; DK1155078T3; ES2249251T3; ATE305950T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Polyamidzusammensetzung für geformte Artikel, welche die gewünschten Kombinationen von Steifigkeit und Schlagzähigkeit besitzen. Spezifischer gesehen bezieht sich die Erfindung auf eine Zusammensetzung, welche ein Polyamid und ein mineralisches Füllmittel enthält.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Synthetische Polyamide, typisiert durch zahlreiche Nylonsorten, sind nach dem Stand der Technik dafür bekannt, dass sie nützliche Kombinationen von Steifigkeit und Festigkeit bei Raumtemperatur und unter mäßigen Verformungsverhältnissen liefern. Sie werden jedoch brüchig unter etwas extremeren Bedingungen, wie etwa bei den sehr hohen Verformungsverhältnissen, welche mit einer Schlageinwirkung in Verbindung stehen und auf typische Weise durch die Izod Kerbschlagzähigkeit eines geformten Artikels nach ASTM 256 gekennzeichnet sind.
Die Zytel^® und Minlon^® Produktlinien, welche bei DuPont Company, Wilmington, DE, zur Verfügung stehen, enthalten Qualitätsstufen von Nylon 66, welche modifiziert worden sind, um Kombinationen von Steifigkeit und Festigkeit zu ergeben, welche von dem nicht modifizierten Nylon 66 nicht dargeboten werden. Die Tabelle 1 listet ein Minlon^® Harz und verschiedene Zytel^® Harze auf, einschließlich des nicht verstärkten Zytel^® für den allgemeinen Einsatz, zusammen mit dem jeweiligen Biegemodul und mit der jeweiligen Izod Kerbschlagzähigkeit dieser Produkte.
TABELLE 1 – EIGENSCHAFTEN VON KOMMERZIELLEN NYLONHARZEN (TOTAL TROCKEN, SO WIE GEFORMT)
Unter Bezugnahme auf die Daten in der Tabelle 1 zeigt ein weich gemachtes Zytel^® 408L Nylonharz eine Verbesserung der Schlagfestigkeit um 330%, aber eine Verringerung von etwa 230% der Steifigkeit im Vergleich zu dem Zytel^® 101 Harz für den allgemeinen Einsatz. Weichmacher verbessern im Allgemeinen die Verarbeitbarkeit, aber sie führen zu einer Verschlechterung zahlreicher anderer mechanischer Eigenschaften. Mit einem Elastomer gefülltes Zytel^® ST801, bekannt als "gummiverfestigte" ("rubber toughened") oder als "super widerstandsfähige" ("super tough") Nylonzusammensetzung, zeigt eine Verbesserung der Festigkeit von etwa 1600%, aber einen Verlust der Steifigkeit von etwa 40% im Vergleich zu dem Zytel^® 101 Harz für den allgemeinen Einsatz. Zusätzlich sind die mit Gummi widerstandsfähiger gemachten Nylons teuer in der Produktion.
Bei der Fortsetzung der Bezugnahme auf die Tabelle 1 liefert ein Hineinmischen von kurzen Glasfasern in eine Nylonharzzusammensetzung (z.B. Zytel^® 71G33L) eine Verbesserung der Festigkeit von etwa 140% und einen Anstieg der Steifigkeit von etwa 140% gegenüber dem Zytel^® 101. Glasfasern vermindern jedoch in kennzeichnender Weise die Formbarkeit des resultierenden Harzes und sie können zu einer Anisotropie der Eigenschaften, zu einer ungleichmäßigen Schrumpfung und zu einer teilweisen Verwerfung führen. Mineralische Füllmittel liefern bei dem Nylonharz ähnliche Verbesserungen der Steifigkeit, aber eine Verminderung der Festigkeit von etwa 40%, obwohl die Verarbeitbarkeit und die Produktisotropie verbessert worden sind.
Das Patent U.S. No. 4,399,246 von Hyde offenbart Polyamidzusammensetzungen, die 50 bis 75 Teile an Harz, 25 bis 50 Teile an mineralischem Füllmittel, 0,2 bis 0,9 Teile an aminofunktionalem Silan und 0,2 bis 0,9 Teile eines Sulfonamids enthalten. Die mineralischen Füllmittel erstrecken sich auf kalzinierten Ton, Wollastonit und Talk in dem Größenbereich von 0,2 bis 2 Mikrometer. Die Steifigkeit von gefülltem Nylon 66 betrug 5865 MPa, während die Izod Kerbschlagzähigkeit bei etwa 65 J/m lag.
Das Patent U.S. No. 4,740,538 von Sekutowski offenbart eine Nylonzusammensetzung, die ein Kaolinfüllmittel enthält, welches vorab mit einem aminofunktionalen Silan beschichtet worden ist, wobei die Zusammensetzung weiterhin ein Phenol oder ein Triethanolamin als ein Impaktmodifiziermittel enthält.
Wu et al, Proc. Inter. Conf. Pet. Ref. And Petrochem. Proc., 2, S. 802 ff (1991) offenbaren die Anwendung eines mit Gummi beschichteten CaCO₃, um Verbesserungen bei der Schlagzähigkeit von Nylon 6 zu bewirken.
Das Patent U.S. No. 5,571,851 von Freeman et al. offenbart eine Izod Kerbschlagzähigkeit von 42,6 J/m (0,76 ft-lbs/in) und einen Biegemodul von 5620 MPa (816 ksi), wenn eine Kombination von 25 Stearylsilan und 75% Aminosilan eingebettet ist in eine Zusammensetzung von Nylon 66 und kalziniertem Ton, welche 40% kalzinierten Ton enthält. Wenn nur das Stearylsilan eingesetzt wird, dann liegen sowohl der Biegemodul als auch die Izod Kerbschlagzähigkeit deutlich tiefer.
Es ist nach dem Stand der Technik bekannt, Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure, in Polyolefinzusammensetzungen integrieren, welche mit Mineralien gefüllt sind. Zum Beispiel offenbart das U.S. Patent No. 4,795,768 von Ancker et al. eine Zusammensetzung, die aus einem Polyethylen mit hoher Dichte besteht, welches mit 50 Gewichtsprozent eines CaCO₃ von 3,5 μm gefüllt ist, welches im voraus mit 2 Gewichtsprozent Isostearinsäure behandelt worden ist. Die Izod Kerbzähigkeit wurde um etwa 68% in Bezug auf diejenige des angefüllten Polymers herabgesetzt, während der Biegemodul um etwa 150% angehoben wurde.
Orange, 10^th Int. Conf. Deformation, Yield, and Fracture of Polymers, Inst. of Mat., S. 502 ff (1997), offenbart gefüllte Polypropylenzusammensetzungen, welche 10 Volumenprozent eines CaCO₃ von 0,1 μm und 2 μm enthalten, wobei beide einmal mit Stearinsäure behandelt wurden und das andere Mal unbehandelt blieben. Die Zusammensetzungen, welche die mit Stearinsäure behandelten Füllmittel enthielten, zeigten eine Bruchwiderstandsfähigkeit, die höher war als diejenige des ungefüllten Polymers, und eine etwas höhere Steifigkeit. Die Zusammensetzung, welche das unbehandelte Füllmittel von 2 μm enthielt, war der behandelten Zusammensetzung ähnlich, aber jene Zusammensetzung, welche das unbehandelte Füllmittel von 1 μm enthielt, zeigte eine Verminderung von 50% bei der Bruchzähigkeit und einen Anstieg von etwa 45% bei der Steifigkeit.
Suetsugu, The Polymer Processing Society, 6, (1990), offenbart einen Anstieg der Izod Kerbschlagzähigkeit von 230% bei einer Polypropylenzusammensetzung mit einem hohen Molekulargewicht, welche 30 Gewichtsprozent von dem mit Stearinsäure behandelten CaCO₃ von 4,3 μm enthält.
Das U.S. Patent No. 3,926,873 von Aishima et al. offenbart Zusammensetzungen, welche anorganische Füllmittel, ungesättigte Carboxylsäuren sowie Nylon 6 und Nylon 66 Polymere umfasst. Verbesserungen der Izod Kerbschlagzähigkeit von weniger als 50% werden erzielt, während der Biegemodul eine Erhöhung von 50% erfährt. Das Verfahren von Aishima erfordert einen einleitenden Reaktionsschritt zwischen dem Füllmittel und der ungesättigten Carboxylsäure, gefolgt von einer Schmelzverarbeitung mit dem Polymer in Anwesenheit eines Erzeugers von freien Radikalen.
Die Unterschiede zwischen gesättigten und ungesättigten Fettsäuren in ihrer Wechselwirkung mit mineralischen Partikeln werden offenbart in Ottewill et al., J. Oil Colow Chemists Assn, 50: 844 (1967).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung geliefert, welche enthält; Nylon 6, Nylon 66 oder eine Mischung derselben, etwa 1–50 Volumenprozent eines mineralischen Füllmittels mit einem Aspektverhältnis von weniger als etwa 5, wobei das Füllmittel einen durchschnittlichen, äquivalenten, kugelförmigen Durchmesser in dem Bereich von etwa 0,1 bis zu weniger als etwa 3,5 Mikrometer aufweist, und eine gesättigte organische Säure, ein Salz derselben, oder eine Mischung hiervon, bei einer Konzentration von mindestens etwa 0,5 Gewichtsprozent des mineralischen Füllmittels.
Nach einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, welches die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:
ein Kombinieren von Nylon 6, Nylon 66 oder einer Mischung derselben mit einem mineralischen Füllmittel mit einem Aspektverhältnis von weniger als 5, wobei das mineralische Füllmittel einen durchschnittlichen, äquivalenten, kugelförmigen Durchmesser in dem Bereich von etwa 0,1 bis zu etwa 3,5 Mikrometer aufweist, und einer gesättigten organischen Säure, einem Salz derselben, oder einer Mischung hiervon, bei einer Konzentration von mindestens etwa 0,5 Gewichtsprozent des mineralischen Füllmittels, wobei das mineralische Füllmittel und das Nylon miteinander kombiniert werden in einem Gewichtsverhältnis, das durch die nachfolgende Formel ausgedrückt wird: Wf/Wp = [VF/(1 – VF)]·Df/Dpwobei Wf das Gewicht des Füllmittels darstellt, Wp das Gewicht des Polymers ist, VF die gewünschte Volumenfraktion des Füllmittels in dem Bereich von etwa 0,01–0,5 darstellt, Df für die Dichte des Füllmittels und Dp für die Dichte des Polymers stehen;
ein Erhitzen der Kombination auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Nylons, um eine geschmolzene Zusammensetzung zu bilden;
ein Mischen der geschmolzenen Zusammensetzung, um eine homogene Schmelze zu liefern; und
ein Abkühlen der geschmolzenen Zusammensetzung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Erfindung führt durch das Hinzufügen von gesättigten organischen Säuren, von Salzen dieser Säuren oder von Mischungen derselben zu solchen Zusammensetzungen, die Polyamide und mineralische Füllmittel enthalten, zu Verbesserungen hinsichtlich der Eigenschaften gegenüber dem angefüllten Polymer und gegenüber den gefüllten Polymeren, welche Modifizierungsmittel für die Schlagfestigkeit gemäß dem Stand der Technik enthalten. Diese Erfindung verbessert die Steifigkeit bei konstanter Festigkeit, die Festigkeit bei konstanter Steifigkeit und, in bestimmten Ausführungen, verbessert sie gleichzeitig die Steifigkeit und die Festigkeit.
Nylon 6, Nylon 66 und Mischungen derselben, einschließlich von Nylonharzen, welche eine Kernbildung, Pigmentierung und andersartige Modifizierung erfahren haben, sind für die Praxis dieser Erfindung geeignet. Die Nylonmaterialien dieser Erfindung können kleine Mengen von herkömmlichen Zusatzstoffen enthalten, typischerweise weniger als 5 Gewichtsprozent, welche die Festigkeit oder die Steifigkeit beeinflussen können, einschließlich von: Glasfasern, Ruß, Weichmachern, Pigmenten und anderen gut bekannten Zusatzstoffen, welche herkömmlicherweise nach dem Stand der Technik eingesetzt werden.
Geeignete anorganische Füllmittel für die Verwendung im Rahmen dieser Erfindung sind solche, welche unter den typischen Verarbeitungsbedingungen des Polyamids keine merklichen Abgas- oder Zerfallserscheinungen aufweisen. Diese Mittel schließen mit ein, sind aber nicht darauf beschränkt: Calciumcarbonat, Oxide wie etwa Aluminiumoxid, Siliziumoxid und Titandioxid; Sulfate wie etwa Bariumsulfat; Titanate; Kaolinerde und andere Silikate; Magnesiumhydroxid und Ruß. Bei der vorliegenden Erfindung vermeidet man bei einem Aspektverhältnis (das durchschnittliche Verhältnis der größten zu der kleinsten Dimension der Füllmittelpartikel) von weniger als etwa 5 Spannungskonzentrationen und Teilanisotropien. Die bevorzugten Füllmittel sind Calciumcarbonat und Titandioxid.
Die Dimension bzw. Größe der Füllmittelpartikel wird als der äquivalente, kugelförmige Durchmesser festgelegt. Der äquivalente, kugelförmige Durchmesser ist der Durchmesser einer Kugel mit demselben Volumen wie das der Füllmittelpartikel und er kann bestimmt werden unter Verwendung des ,Sedigraph 5100'-Gerätes (Micrometics Instrument Corporation, Norcross, GA). Das ,Sedigraph 5100'-Gerät bestimmt die Partikelgröße nach der Sedimentationsmethode, bei welcher die durch die Gravitation ausgelösten Absetzgeschwindigkeiten von Partikeln mit verschiedenen Dimensionen in einer Flüssigkeit mit bekannten Eigenschaften gemessen werden. Das Stokes'sche Gesetz beschreibt die Geschwindigkeit, mit welcher die Partikel durch die Flüssigkeit hindurch fallen. Die größten Partikel fallen am schnellsten, während die kleinsten Partikel am langsamsten fallen. Die Sedimentationsgeschwindigkeit wird gemessen unter Verwendung eines fein eingestellten Strahles von Röntgenstrahlen mit niedriger Energie, welche durch die Probenzelle hindurch zu einem Detektor gelangen. Die Verteilung der Partikelmasse an verschiedenen Punkten in der Zelle beeinflusst die Anzahl der Impulse der Röntgenstrahlen, welche den Detektor erreichen. Diese Zählung der Impulse der Röntgenstrahlen wird zum Ableiten der Verteilung der Partikelgröße verwendet, welche ausgedrückt wird als der Prozentsatz der Masse bei gegebenen Partikeldurchmessern. Da Partikel selten gleichmäßige Formen zeigen, wird über jede Partikelgröße berichtet als ein "äquivalenter, kugelförmiger Durchmesser", der Durchmesser einer Kugel aus demselben Material mit derselben Sedimentationsgeschwindigkeit.
Geeignete Partikel weisen äquivalente, kugelförmige Durchmesser in dem Bereich von etwa 0,1 bis zu weniger als etwa 3,5 Mikrometer auf, meistens typischerweise etwa 0,5–2 Mikrometer.
Die Dimension der Füllmittelpartikel kann die Eigenschaften der Festigkeit und/oder der Steifigkeit der Zusammensetzung gemäß der Erfindung beeinflussen. Partikel, welche entweder zu groß oder zu klein sind, führen nicht zu den Vorteilen gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine geeignete Füllmittelpartikel weist eine relativ enge Größenverteilung auf, mit einer besonderen Betonung darauf dass sie eine minimale Anzahl von Partikeln aufweist, welche viel größer als die mittlere Partikelgröße sind.
Man glaubt, dass die von der Erfindung gelieferten Verbesserungen in Beziehung zu den nachfolgenden Faktoren stehen: ein Maximieren der Interpartikelentfernung zwischen am nächsten gelegenen Nachbarn, um eine Entfernungsverteilung mit einem mittleren Wert in dem Bereich von etwa 0,1 μm – etwa 1,0 μm zu erzielen; ein Steuern der Grenzfläche zwischen Harz und Füllmittel sowie ein Aufrechterhalten der Kontinuität der Polymerphase. Die Interpartikeltrennung zwischen am nächsten gelegenen Nachbarn wird gesteuert durch die Kombination der Dimension des Füllmittels, die Beladung an Füllmittel und eine adäquate Deagglomerierung und Dispersion des Füllmittels. Die Grenzfläche Polymer/Füllmittel wird gesteuert durch den Einsatz von ausreichenden, aber nicht übermäßigen Mengen der gesättigten organischen Säuren und/oder der Salze gemäß der Erfindung. Die Kontinuität der Polymerphase wird bestimmt durch die Volumenbeladung des Füllmittels.
Die Beziehung zwischen der mittleren Interpartikelentfernung zwischen den am nächsten gelegenen Nachbarn (IPD = Inter Partikel Distance), der Dimension des Füllmittels d und der erforderlichen Beladung an Füllmittel ⌀ (als eine Volumenfraktion) wird annähernd gegeben durch die Gleichung
Zum Beispiel wurde hierdurch herausgefunden, dass, wenn die Interpartikeltrennung mit 0,3 μm angenommen wird, die maximale Partikelgröße dann 20 μm nicht überschreiten kann bei Volumenfraktionen von weniger als 0,50. Wenn die Partikel jedoch etwa 50 oder mehr Volumenprozent besetzen, dann wird die Kontinuität der Polymermatrix gefährdet. Für Partikelgrößen bei oder unter etwa 0,1 Mikrometer wird der Bereich der erforderlichen Interpartikeltrennung leicht erreicht bei Volumenbeladungen von gut unter 50%, vorausgesetzt die Partikel können deagglomeriert und homogen dispergiert werden, was sehr schwer zu bewerkstelligen sein kann infolge der sehr großen Oberflächenkräfte, welche die feinen Partikel zusammenbinden. Man glaubt auch, dass die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung beobachtete Verfestigungswirkung abhängt von dem wirksamen Losbinden der Füllmittelpartikel von dem Harz während der Impaktverformung. Die Fähigkeit, den Verbund zu lösen, nimmt zusammen mit der Partikelgröße ab. Man glaubt daher, dass bei Partikelgrößen weit unter 0,1 Mikrometer die Bedingungen nicht länger günstig sind für ein Lösen des Verbunds, was diese Partikeldimensionen ungeeignet macht.
Man glaubt, dass die Grenzflächenkräfte Polymer/Füllmittel durch eine oder durch mehrere gesättigte organische Säuren oder Salze derselben vermittelt werden. Die erforderliche Menge ist abhängig von der Grenzflächenausdehnung – z.B., je größer die Grenzflächenausdehnung, desto mehr organische Säure oder mehr Säuresalz wird erforderlich sein. Die tatsächliche Menge wird jedoch von der Größe und von der Form der Partikel und von der Volumenbeladung der Partikel abhängig sein.
Man hat herausgefunden, dass die Konzentration des Füllmittels mit der Dimension des Füllmittels variiert, wobei sie mit zunehmender Dimension in dem geeigneten Bereich zunimmt. Daher ist, wenn die Dimension des Füllmittels sich an dem oberen Ende des Bereiches befindet, eine höhere Konzentration an Füllmittel notwendig als wenn sich die Dimension des Füllmittels an dem unteren Ende des Bereiches befindet. Der geeignete Bereich liegt bei etwa 1 bis etwa 50 Volumenprozent, vorzugsweise bei etwa 5 bis etwa 30 Volumenprozent und am liebsten bei etwa 10 bis etwa 20 Volumenprozent. Ein Experte auf diesem Gebiet der Technik wird jedoch erkennen, dass bei einer Beladungen an Füllmittel von 1% die Nylonzusammensetzungen minimale Verbesserungen bei der Steifigkeit oder bei der Schlagzähigkeit zeigen werden.
Bei Beladungen mit Füllmitteln von mehr als annähernd 30 Volumenprozent wird es zunehmend schwierig, eine homogene Verteilung eines nicht agglomerierten Füllmittels innerhalb der Polymermatrix unter Verwendung der üblichen Verfahren des Schmelzvermischens zu erzielen. Daher sind Konzentrationen des Füllmittels von 30–50 Volumenprozent eine weniger bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Geeignete, gesättigte, organische Säuren umfassen aliphatische Carboxylsäuren mit etwa 6–30 Kohlenwasserstoffatomen, wahlweise durch ein oder durch mehrere Sauerstoffatome oder Schwefelatome substituiert. Eine geeignete Säure kann wahlweise eine oder mehrere aliphatische, aromatische oder funktionalisierte Seitenketten enthalten. Bevorzugte organische Säuren schließen Stearinsäure mit ein. Anorganische Salze der geeigneten Säuren sind in gleicher Weise geeignet, einschließlich von Zinkstearat und dergleichen. Ein Experte auf diesem Gebiet der Technik versteht es, dass eine organische Säure in Kombination mit einem Mineral bei erhöhten Temperaturen damit ein Salz bilden kann, so dass die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zu der Mischung hinzugefügte Säure in dem Endprodukt dieses Verfahrens vorhanden sein kann oder nicht. Die organischen Säuren oder die Salze derselben sind vorhanden in einer Konzentration von mindestens 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Füllmittels. Obwohl es keine besondere obere Grenze für die Konzentration einer organischen Säure gibt, liegt bei einer Ausführung gemäß der Erfindung die Konzentration an organischer Säure oder an Salz derselben in dem Bereich von 0,5 bis zu etwa 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Füllmittels.
Man glaubt, dass eine nützliche Konzentration einer Säure oder eines sauren Salzes in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung derjenigen entspricht, bei welcher die Säure oder das Salz eine molekulare Monoschicht auf im Wesentlichen der gesamten Oberfläche des mineralischen Füllmittels bildet. Irgendeine Menge, die kleiner als diese ist, wird weniger als die optimale Kombination an Eigenschaften zeigen, während irgendeine Menge, die größer als diese ist, keiner Funktion dient, außer die Menge an Polymer in der Zusammensetzung zu verdünnen. Die Zugabe von etwa 2 Gewichtsprozent Stearinsäure, bezogen auf das Gewicht des 0,7 μm CaCO₃, ist optimal.
Die Zusammensetzung der Erfindung wird gebildet durch ein Beschichten eines Füllmittels mit einer gesättigten, organischen Säure oder mit einem Salz derselben, durch ein Mischen des beschichteten Füllmittels in das Polyamid und durch ein Pelletisieren des Produktes. Die gesättigten organischen Säuren oder Salze können, aber dies ist nicht erforderlich, vor der Verarbeitung mit dem Polymer in einem getrennten Beschichtungsschritt auf das Füllmittel aufgetragen werden. Bei einem nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Auftragen von Beschichtungen aus einer organischen Säure oder aus dem Salz auf mineralische Füllmittel, wird die Säure oder das Salz in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst und mit dem Füllmittel vermischt, bis es überall beschichtet ist. Das so beschichtete Füllmittel kann dann von der Lösung und von dem verbleibenden Lösungsmittel durch Trocknen getrennt werden. Bei einem anderen Verfahren werden die Säure oder das saure Salz, das Füllmittel und das Polymer zusammen auf einmal kombiniert. Das Mischen kann weiterhin erreicht werden durch ein Dispergieren des Füllmittels in eine Dispersion oder in eine Lösung des Polymers und der organischen Säure oder des Salzes derselben, gefolgt von einem Trocknen. Das Mischen kann auch in der Schmelze erzielt werden, entweder in einem Chargenmischer oder in einem kontinuierlichen Extruder.
Vorzugsweise werden die Ingredienzien im trocknen Zustand vermischt durch ein Trommelmischen, gefolgt von einem Zuführen zu einem Extruder oder zu einem Chargenmischer, dies gemäß den nach dem Stand der Technik gut eingeführten Verfahren. Alternativ können die Ingredienzien getrennt und kontinuierlich in eine oder in mehrere Extruderzonen eingeführt werden, zum Beispiel durch Einsatz von Zuführungsvorrichtungen, welche die Gewichtsabnahme messen, wobei der gesamte Mischvorgang in dem Extruder durchgeführt wird; oder das Material kann auf einmal oder in Stufen in einen Schmelzmischer vom Chargentyp eingeführt werden und die Zusammensetzung kann in demselben gebildet werden.
Bei einer Ausführung der Erfindung werden die Ingredienzien in einem co-rotierenden Doppelschraubenextruder verarbeitet, um ein gutes Vermischen zu gewährleisten. Das Extrudat wird pelletisiert und nachfolgend durch Spritzgießen zu Teilchen geformt. Die Pellets können auch durch Kompression geformt werden oder es kann eine geformte oder extrudierte Folie einem Thermoformen zu einer komplexen Form ausgesetzt werden. Andere nach dem Stand der Technik bekannte Mittel können auch eingesetzt werden, um geformte Artikel mit der Zusammensetzung gemäß der Erfindung zu bilden.
Es ist passend, das Nylonpolymer und das Füllmittel gemäß einem Gewichtsverhältnis zu kombinieren, welches durch die jeweiligen Dichten derselben und die angepeilte Volumenfraktion des Füllmittels bestimmt wird. Das Gewichtsverhältnis wird bestimmt aus der nachfolgenden Gleichung: Wf/Wp = [VF/(1 – VF)]·Df/Dpwobei Wf das Gewicht des Füllmittels darstellt, Wp steht für das Gewicht des Polymers, VF steht für die gewünschte Volumenfraktion des Füllmittels in dem Bereich von etwa 0,01–0,5 wie hierin beschrieben, Df steht für die Dichte des Füllmittels und Dp für die Dichte des Polymers. Die Dichte D ist nicht die Schütt, sondern die tatsächliche Dichte des Materials.
Die vorliegende Erfindung wird weiter illustriert durch die nachfolgenden spezifischen Ausführungen, welche nicht dazu dienen eine Begrenzung der Erfindung darzustellen.
BEISPIELE
In den folgenden Bespielen wurden alle Füllmittel und Harze vor dem Trockenmischen über Nacht bei 90°C getrocknet. Das Schmelzmischen wurde durchgeführt in einem 28 mm co-rotierenden Doppelschraubenextruder (Werner & Pfleiderer, Ramsey, NJ) bei den hierin nachfolgend spezifizierten Temperaturen und Konzentrationen. Die Extrudate wurden pelletisiert. Die extrudierten Pellets wurden über Nacht bei 90°C getrocknet und dann in einer 6 oz., 150 Tonnen Van Dorn Spritzgussmaschine verarbeitet, welche mit einer durch Wasser erhitzten Form ausgerüstet war, und zwar zu Zugteststäben von der Form eines Hundeknochens für einen Zugversuch gemäß ASTM D638-95 (Probe vom Typ I, Messlänge 2'' lang; 1/2'' breit; 1/8'' dick) und zu Biegeteststäben (5'' lang, 1/2'' breit, 1/8'' dick).
Die durch Spritzgießen hergestellten Biegeteststäbe wurden alsdann in zwei 2–1/2'' lange Stücke geteilt, das eine nahe an dem Einlauf und als das "nahe Ende" bezeichnet und das andere entfernt von dem Einlauf und als das "entfernte Ende" bezeichnet. Kerben mit einem Radius von 0,01'' am Fuß wurden mit Hilfe eines TMI Kerbenschneiders gemäß dem in ASTM D256 beschriebenen Verfahren in einen jeden Teil geschnitten. Die Schlagwirkungsantwort wurde nach der Izod Kerbschlagprüfung gemäß ASTM D256 untersucht. Der Biegeversuch wurde durchgeführt gemäß ASTM D790 mit einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 0,127 cm/min (0,05 Zoll/Minute). Die Werte der mechanischen Parameter, welche man aus den Biege- und den Izodversuchen bestimmte, wurden berechnet als Durchschnitte von an mindestens 3 Proben vorgenommenen Messungen. Die Standardabweichung für die Izodergebnisse betrug etwa 0,53 J/m (0,01 ft-lb/Zoll).
In den Beispielen 1–5 und in den vergleichenden Beispielen 1–17 betrug die Zylindertemperatur des Mischungsextruders 240°C und die Durchsatzgeschwindigkeit betrug etwa 9,1 kg/Stunde (20 lbs/Stunde). Das Spritzgießen wurde mit einer Zylindertemperatur von 240°C und einer Formtemperatur von 40°C durchgeführt.
BEISPIELE 1–2 UND VERGLEICHENDE BEISPIELE 1–7
Capron 8202 Nylon 6 (Allied-Signal, Richmond, VA) wurde in dem vergleichenden Beispiel (Vergl. Bsp.) 1 einem Spritzgießen ohne Füllmittel unterzogen.
In den vergleichenden Beispielen 2 und 3 wurde Ti-Pure^® R101, ein unbeschichtetes 0,29 μm Titandioxid (DuPont Company, Wilmington, DE), mit Capron 8202 bei Konzentrationen von jeweils 5 und 10 Volumenprozent einem Schmelzmischer unterworfen.
In den Beispielen (Bsp.) 1 und 2 wurden 50 Gramm Stearinsäure (SA = stearic acid) mit 150 Gramm Chloroform in einem Becherglas gemischt. 5000 Gramm des unbeschichteten Ti-Pure^® R-104-DD TiO₂ wurden in einen Pulvermischer geladen. Die Lösung wurde mit einer Pipette hinzugefügt, während das TiO₂ (Titandioxid) umgerührt wurde. Nachdem die Zugabe abgeschlossen war, wurde die Mischung während einer Zeitdauer von 3 Minuten bei einer mittleren Geschwindigkeit umgerührt und dann bei 100°C während einer Zeitdauer von 2 Stunden getrocknet.
Das mit Stearinsäure (SA) behandelte Titandioxid, das so hergestellt wurde, wurde mit Capron 8202 bei Konzentrationen von jeweils 5 und 10 Volumenprozent einem Schmelzmischer unterworfen und zu Teststäben geformt.
In den vergleichenden Beispielen 4 und 5 wurde Ti-Pure^® R104 0,22 μm Titandioxid, mit Octatriethoxysilan (OTES) beschichtet, von DuPont bezogen, mit Capron 8202 bei Konzentrationen von jeweils 5 und 10 Volumenprozent einem Schmelzmischer unterworfen und zu Teststäben geformt.
In den vergleichenden Beispielen 6 und 7 wurden 3000 Gramm des unbeschichteten Ti-Pure^® R-104-DD TiO₂ in einen Pulvermischer geladen. Dreißig Gramm 3-Aminopropyltriethoxysilan wurden mit einer Pipette tropfenweise hinzugefügt, während das TiO₂ umgerührt wurde. Nachdem die Zugabe abgeschlossen war, wurde die Mischung während einer Zeitdauer von 3 Minuten bei einer mittleren Geschwindigkeit umgerührt. Das Produkt wurde dann bei 100°C während einer Zeitdauer von 2 Stunden getrocknet.
Das mit APS behandelte Titandioxid wurde mit Capron 8202 bei Konzentrationen von jeweils 5 und 10 Volumenprozent einem Schmelzmischen unterworfen und zu Teststäben geformt.
Die Testergebnisse in der Tabelle 2 zeigen, dass die mit Stearinsäure beschichteten Partikel einen überraschenden Anstieg der Izod-Festigkeit aufweisen, wenn das Volumen des Füllmittels erhöht wird, wohingegen die anderen Beispiele ein Abnahme der Izod-Festigkeit zeigen.
TABELLE 2 – EIGENSCHAFTEN VON MIT TIO₂ GEFÜLLTEM NYLON 6
BEISPIELE 3–5 UND VERGLEICHENDE BEISPIELE 8–17
Für das vergleichende Beispiel 8 wurde Capron 8200 Nylon 6 einem Spritzgießverfahren ohne ein Füllmittel unterzogen. In den vergleichenden Beispielen 9–11 wurde Albafil (AF), ein unbeschichtetes 0,7 μm Calciumcarbonat (Specialty Minerals Inc., Bethlehem, PA), mit Capron 8200 Nylon 6 (Allied-Signal, Sommerville NJ) bei Konzentrationen von jeweils 5, 10 und 20 Volumenprozent einem Schmelzmischen unterworfen und mittels Spritzgießverfahren zu Teststäben geformt.
In den vergleichenden Beispielen 12–14 wurden 1500 Gramm unbeschichtetes 0,7 μm Albafil bei 150°C in einem Vakuumofen über Nacht getrocknet. Dieses Material wurde dann mit 2 Liter Ethanol in einen Harzkessel gebracht. Eine getrennte Lösung von 100 Gramm Zonyl-UR, ein bei DuPont erhältliches fluorhaltiges, oberflächenaktives Produkt, in 1 Liter Ethanol wurde während einer Zeitdauer von 0,5 Stunden auf 80°C erhitzt. Die zwei Mischungen wurden kombiniert und während einer Zeitdauer von 5 Stunden umgerührt. Der so hergestellten Aufschlämmung wurde ermöglicht, sich während einer Zeitdauer von 3 Tagen abzusetzen, und dann wurde sie mit einem Buchner-Trichter filtriert und über Nacht in einem auf 80°C eingestellten Vakuumofen getrocknet.
In den vergleichenden Beispielen 15–17 wurden 1500 Gramm des ungetrockneten, unbeschichteten 0,7 μm Albafil mit 1500 ml Hexan gemischt. Eine getrennte Lösung von 20 Gramm APS in 500 ml Hexan wurde zu der Albafil Dispersion hinzu gegeben und die Mischung wurde während einer Zeitdauer von 5 Stunden umgerührt, mit einem Buchner-Trichter filtriert und über Nacht in einem auf 100°C eingestellten Vakuumofen getrocknet.
In den Beispielen 3–5 wurde Super-Pflex 200 (5200 oder SPF) benutzt, ein mit Stearinsäure beschichtetes 0,7 Mikrometer Calciumcarbonat, von Specialty Minerals Inc. bezogen. Die drei so behandelten Zusammensetzungen aus Calciumcarbonat wurden einem Schmelzmischen mit Capron 8200 Nylon 6 unterworfen, dies bei Konzentrationen von jeweils 5 Volumenprozent, 10 Volumenprozent und 20 Volumenprozent und anschließend wurden sie zu Teststäben geformt und die Testergebnisse werden in der Tabelle 3 dargestellt. Die in der Tabelle 3 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass S200 mit einer Oberflächenbeschichtung einer Fettsäure einen Anstieg der Izod-Festigkeit verursacht. Keine der anderen Oberflächenbehandlungen auf dem identischen CaCO₃, wie in Tabelle 3 gezeigt, führt zu demselben Phänomen.
TABELLE 3 – EIGENSCHAFTEN VON MIT CACO₃ GEFÜLLTEM NYLON 6
BEISPIELE 6–10 UND VERGLEICHENDE BEISPIELE 18–24
In dem vergleichenden Beispiel 18 wurde Zytel^® 42A Nylon 66 (DuPont) von hoher Viskosität einem Spritzgießverfahren ohne ein Füllmittel unterworfen. Die drei Füllmittel aus Calciumcarbonat von verschiedenen durchschnittlichen Partikelgrößen, wie in Tabelle 4 aufgelistet, wurden von Specialty Minerals Inc. bezogen. Alle drei Füllmittel wurden in ähnlicher Weise auf ihrer Oberfläche mit Stearinsäure behandelt. Ein jedes von den dreien wurde einem Schmelzmischen unterworfen und zu Teststäben geformt, dies bei den gezeigten Konzentrationen mit Zytel^® 42A Nylon 66 mit Hilfe des Extruders und der Formmaschine bei Zylindertemperaturen von 270°C und mit der Formtemperatur von 90°C. Die Ergebnisse des Izod-Versuchs an diesen Proben sind in der Tabelle 4 dargestellt. Die Daten der Tabelle 4 zeigen, dass sowohl die Steifigkeit als auch die Schlagzähigkeit mit Hilfe der Füllmittelpartikel gleichzeitig vergrößert werden innerhalb eines Bereiches von etwa 0,1 bis weniger als etwa 3,5 Mikrometer. Die Tabelle 4 zeigt, dass bei Dimensionen des Füllmittels unterhalb dieses Bereiches von 0,07 μm und bei 3,5 μm die Izod-Werte nicht anstiegen.
In dem vergleichenden Beispiel 25 wurde das eine für die allgemeine Verwendung bestimmte Viskosität aufweisende Zytel^® 101 Nylon 66 (DuPont) einem Spritzgießverfahren ohne Füllmittel unterworfen. In den Beispielen 11–14 wurde Super-Pflex^® 200 Calciumcarbonat einem Schmelzmischen unterworfen mit Zytel^® 101 und die resultierende Zusammensetzung wurde zu Teststäben geformt ähnlich wie bei den Beispielen 6–10 in der Tabelle 4 mit der Ausnahme, dass die Formtemperatur auf 40°C erniedrigt wurde.
TABELLE 5 – EIGENSCHAFTEN VON MIT 0,7 μM CACO₃ GEFÜLLTEM NYLON 66
BEISPIELE 15–19 UND VERGLEICHENDE BEISPIELE 26–32
Die Bedingungen der oben beschriebenen Beispiele 6–10 und der vergleichenden Beispiele 18–24 wurden wiederholt für die Beispiele 15–19 und die vergleichenden Beispiele 26–32 mit der Ausnahme, dass das Polymer das Zytel^® 132F war, ein Nylon 66 – Harz (DuPont), und dass die Konzentrationen so waren wie dies in der Tabelle 6 gezeigt wird. Die Ergebnisse mit S200 zeigen einen Anstieg der Izod-Festigkeit mit wachsendem Volumenprozent bei einer Dimension des Füllmittels von 0,7 μm. Ein vernachlässigbarer Anstieg in der Izod-Festigkeit wurde mit Füllmittel von 0,07 erreicht, unterhalb des Bereiches von 0,1 bis zu weniger als etwa 3,5 und mit oberhalb dieses Bereiches liegenden Füllmitteln von 3,5. TABELLE 6

* UPF ist Ultra-Pflex^®
** HPF ist HiPflex^®

BEISPIELE 20–25
Entsprechend dem Verfahren der Beispiele 3–5 wurden zwei Grade von 0,7–1 μm Magnifin^®, ein mit Fettsäure beschichtetes Magnesiumhydroxid (Lonza, Inc, Fairlawn, NJ), mit Capron 8200 Nylon 6 kombiniert. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 7 dargestellt.
TABELLE 7 – EIGENSCHAFTEN VON MIT MGOH GEFÜLLTEM NYLON 6
BEISPIELE 26 UND 27, VERGLEICHENDE BEISPIELE 34 UND 35
In den vergleichenden Beispielen 34 und 35 wurde ein jedes von Zytel^® 101 und Zytel^® 132F kombiniert mit Zytel^® 70G643L, ein mit 43% Glasfasern gefülltes Nylon 66, und zwar in dem Zuführungsbehälter der Spritzgussmaschine. Das Gewichtsverhältnis betrug 1 Teil Zytel^® 70G643L auf 9 Teilen der Harzmischung, um 4,3 Gewichtsprozent Glaszusammensetzungen zu ergeben. In den Beispielen 26 und 27 wurden die Zytel^® Harze zuerst einem Extrusionsmischen unterzogen mit 20 Volumenprozent Super-Pflex^®, ein mit Stearinsäure behandeltes 0,7 μm CaCO₃, und das so gemischte Harz wurde dann vermischt wie bei den vergleichenden Beispielen 34 und 35. Die Teststäbe wurden geformt mit einer Zylindertemperatur von 270°C und mit einer Formtemperatur von 90°C. Die Daten in der Tabelle 8 zeigen, dass bei dem Vorhandensein von Glas eine Verbesserung der Izod-Festigkeit auf Grund der Zugabe eines Füllmittels eintritt.
TABELLE 8 – EIGENSCHAFTEN VON MIT CACO₃-GLAS GEFÜLLTEM NYLON 66
BEISPIELE 28–30 UND VERGLEICHENDES BEISPIEL 36
In dem vergleichenden Beispiel 36 wurde Zytel^® 101 Nylon 66 (DuPont) einem Schmelzmischen bei 270°C unterworfen mit Capron^® 8200 (Allied-Signal) Nylon 6 in einem 30/70 Gewichtsverhältnis. In den Beispielen 28–30 wurde Super-Pflex^® 200, ein mit Stearinsäure beschichtetes Calciumcarbonat, bei 5, 10 und 20 Volumenprozent einem Schmelzmischen unterworfen mit einer Zytel^® 101/Capron^® 8200 30/70 Mischung. Alle wurden nachfolgend zu Teststäbchen geformt. Die Testergebnisse sind in der Tabelle 9 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen einen Zuwachs der Izod-Festigkeit in Mischungen von Nylon 6 und 66.
TABELLE 9
BEISPIELE 31–33 UND VERGLEICHENDES BEISPIEL 37
In dem vergleichenden Beispiel 37 wurde Capron^® 8200 Nylon 6 einem Schmelzmischen unterworfen mit 20 Volumenprozent eines unbeschichteten 0,7 μm Albafil^® Calciumcarbonats. In dem Beispiel 31 wurden 1500 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 10 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit einer Lösung von 15 Gramm Decansäure in 50 ml Chloroform. In dem Beispiel 32 wurden 1000 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 15 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit 20 Gramm Decansäure. In dem Beispiel 33 wurden 1000 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 15 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit 40 Gramm Decansäure. Alle beschichteten Partikel wurden über Nacht in einer Abzugshaube und dann in einem Ofen bei 100°C während einer Zeitdauer von einer Stunde getrocknet. Sowohl die unbeschichteten als auch die beschichteten Partikel, wurden einem Schmelzmischen unterworfen mit Capron^® 8200 Nylon 6, um eine Konzentration von 20 Volumenprozent zu ergeben, und sie wurden durch Spritzgießen zu Stäben geformt. Die Tabelle 10 zeigt, dass eine andere gesättigte Carboxylsäure, die Decansäure, eine gestiegene Izod-Festigkeit liefert.
TABELLE 10
BEISPIELE 34–37 UND VERGLEICHENDES BEISPIEL 37
In dem vergleichenden Beispiel 37 wurde Capron^® 8200 Nylon 6 einem Schmelzmischen unterworfen mit 20 Volumenprozent eines unbeschichteten 0,7 μm Albafil^® Calciumcarbonats. In dem Beispiel 34 wurden 1500 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 10 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit einer Lösung von 15 Gramm Stearinsäure in 50 ml Chloroform. Die beschichteten Partikel wurden über Nacht in einer Abzugshaube getrocknet. In dem Beispiel 35 wurden 1000 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 15 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit 20 Gramm Stearinsäure in 100 ml warmem Chloroform. Die beschichteten Partikel wurden über Nacht in einer Abzugshaube und dann in einem Ofen bei 100°C während einer Zeitdauer von einer Stunde getrocknet. In dem Beispiel 36 wurden 1500 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 10 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit einer Lösung von 37,5 Gramm Stearinsäure in 50 ml Chloroform. Die beschichteten Partikel wurden in einem Ofen bei 100°C während einer Zeitdauer von einer Stunde getrocknet. In dem Beispiel 37 wurden 1000 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 15 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit 40 Gramm Stearinsäure in 150 ml warmem Chloroform. Die beschichteten Partikel wurden über Nacht in einer Abzugshaube getrocknet und dann in einem Ofen bei 100°C während einer Zeitdauer von einer Stunde. Sowohl die unbeschichteten als auch die beschichteten Partikel wurden einem Schmelzmischen unterworfen mit Capron^® 8200 Nylon 6, um eine Konzentration von 20 Volumenprozent zu ergeben, und sie wurden durch Spritzgießen zu Stäben geformt. Die Tabelle 11 zeigt, dass eine Stearinsäurekonzentration von etwa 2% auf den Partikeln notwendig war, um die Izod-Festigkeit zu steigern bei 20 Volumenprozent des gesamten Füllmittels. Die Tabelle 11 zeigt auch, dass reine Stearinsäure die Izod-Festigkeit steigert.
TABELLE 11
BEISPIELE 38–40 UND VERGLEICHENDES BEISPIEL 37
In dem vergleichenden Beispiel 37 wurde Capron^® 8200 Nylon 6 einem Schmelzmischen unterworfen mit 20 Volumenprozent eines unbeschichteten 0,7 μm Albafil^® Calciumcarbonats. In dem Beispiel 38 wurden 1500 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 10 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit einer Lösung von 15 Gramm Zinkstearat in 30 ml Toluol. Die beschichteten Partikel wurden in einem Ofen bei 100°C während einer Zeitdauer von einer Stunde getrocknet. In dem Beispiel 39 wurden 1000 Gramm von dem unbeschichteten Albafil^® während einer Zeitdauer von 15 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit einer Lösung von 20 Gramm Zinkstearat in 100 ml Chloroform. In dem Beispiel 40 wurden 1000 Gramm von dem unbeschichteten Albafil® während einer Zeitdauer von 15 Minuten in einem V-Kegelmischer gemischt mit einer Lösung von 40 Gramm Zinkstearat in 150 ml Chloroform Die beschichteten Partikel in den Beispielen 39 und 40 wurden über Nacht in einer Abzugshaube getrocknet und dann in einem Ofen bei 100°C während einer Zeitdauer von einer Stunde. Sowohl die unbeschichteten als auch die beschichteten Partikel, wurden einem Schmelzmischen unterworfen mit Capron^® 8200 Nylon 6, um eine Konzentration von 20 Volumenprozent zu ergeben, und sie wurden durch Spritzgießen zu Stäben geformt. Die Tabelle 12 zeigt, dass das Zinkstearatsalz die Izod-Festigkeit steigert.
TABELLE 12

Claims

Zusammensetzung, welche Nylon 6, Nylon 66 oder eine Mischung derselben enthält, mit etwa 1 Vol.-%–50 Vol.-% eines mineralischen Füllmittels mit einem Aspektverhältnis von weniger als etwa 5, wobei das Füllmittel einen durchschnittlichen, äquivalenten, kugelförmigen Durchmesser in dem Bereich von etwa 0,1 bis zu weniger als etwa 3,5 Mikrometer aufweist, und eine gesättigte organische Säure, ein Salz derselben, oder eine Mischung derselben, bei einer Konzentration von mindestens 0,5 Gew.-% des mineralischen Füllmittels.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Zusammensetzung etwa 5 Vol.-%–30 Vol.-% eines mineralischen Füllmittels enthält.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Zusammensetzung etwa 10 Vol.-%–20 Vol.-% eines mineralischen Füllmittels enthält.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher der durchschnittliche, äquivalente, kugelförmige Durchmesser bei etwa 0,5 bis etwa 2 Mikrometer liegt.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Konzentration der gesättigten organischen Säure, des Salzes derselben, oder der Mischung derselben in dem Bereich von etwa 0,5–4% liegt.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher die gesättigte organische Säure, das Salz derselben, oder die Mischung derselben eine oder mehrere gesättigte Fettsäuren, Salze derselben, oder eine Mischung derselben umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, bei welcher die gesättigte Fettsäure aus Stearinsäure besteht.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, bei welcher die gesättigte organische Säure aus Stearinsäure besteht mit einer Konzentration von etwa 2 Gew.-% des Gewichtes des Füllmittels.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher das anorganische Füllmittel aus Calciumcarbonat oder Titandioxid besteht.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche aus einem geformten Artikel besteht.
Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst: a) ein Kombinieren von Nylon 6, Nylon 66 oder einer Mischung derselben mit einem mineralischen Füllmittel mit einem Aspektverhältnis von weniger als 5, wobei das Füllmittel einen durchschnittlichen, äquivalenten, kugelförmigen Durchmesser in dem Bereich von etwa 0,1 bis zu weniger als etwa 3,5 Mikrometer aufweist, und einer gesättigten organischen Säure, einem Salz derselben, oder einer Mischung derselben, bei einer Konzentration von mindestens etwa 0,5 Gew.-% des mineralischen Füllmittels, wobei das Füllmittel und das Polymer in einem Gewichtsverhältnis miteinander kombiniert werden, welches durch die folgende Formel gegeben wird: Wf/Wp = (VF/(1 – VF)) × Df/Dpwobei Wf das Gewicht des Füllmittels darstellt, Wp das Gewicht des Polymers ist, VF die gewünschte Volumenfraktion des Füllmittels in dem Bereich von etwa 0,01–0,5 darstellt, Df für die Dichte des Füllmittels und Dp für die Dichte des Polymers steht; b) ein Erhitzen der Kombination auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Nylons, um eine geschmolzene Zusammensetzung zu bilden; c) in Mischen der geschmolzenen Zusammensetzung, um eine homogene Schmelze zu liefern; und d) ein Abkühlen der geschmolzenen Zusammensetzung.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei welchem VF in dem Bereich von etwa 0,10–0,20 liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei welchem der durchschnittliche, äquivalente, kugelförmige Durchmesser bei etwa 0,5–2 Mikrometer liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei welchem die gesättigte organische Säure, das Salz derselben, oder die Mischung derselben gesättigte Fettsäuren, Salze derselben, oder eine Mischung derselben enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 13, bei welchem die gesättigte organische Säure aus Stearinsäure besteht mit einer Konzentration von etwa 2 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Füllmittels.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei welchem die gesättigte organische Säure aus Stearinsäure besteht.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei welchem das anorganische Füllmittel aus Calciumcarbonat oder Titandioxid besteht.